pengembangan buku pengayaan tentang albert einstein dan ...

PENGEMBANGAN BUKU PENGAYAAN TENTANG

ALBERT EINSTEIN DAN SUMBANGANNYA

TERHADAP BIDANG FISIKA

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-I

Program Studi Pendidikan Fisika

diajukan oleh:

Nurul Falati

11690048

PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA

YOGYAKARTA

2017

iv

Motto

وبّشرالّصابرين (155:البقرة)

Dan hal ini akan menjadi berita gembira

bagi orang-orang yang sabar

v

Halaman Persembahan

Alhamdulillahrobbil’alamin, berkat Rahmat Allah SWT yang telah memberikan

jalan terindah-Nya. Rasa syukur yang tidak terhingga akan duka yang tiada

obatnya, senang yang tiada selesainya hingga kabar karya ini telah terselesaikan.

Karya yang jauh dari kata sempurna ini, ku persembahkan untuk orang-orang

yang senantiasa menunggu karya ini selesai.

Teruntuk Kedua Orang tuaku “Pak.e dan Mbok.e”

Untuk Keluarga Besarku, merekalah pejuang S.Pd (Sarjana Pendidikan

Fisika) yang sesungguhnya

Untuk Seseorang yang sabar menunggu karya ini selesai, yang senantiasa

membalut kegelisahan dengan jutaan doa

Tak lupa untuk kedua tuaku di kampus ini, beliau kedua dosen

pembimbingku, sunggguh beliau berdualah motivator serta inspirator

karya ini

vi

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmannirrahim

Alhamdulillahirabbil’alamin, Segala Puji dan Syukur senantiasa penulis

agungkan kepada Allah SWT, pencipta sekalian alam pemilik semua kekuatan,

pemilik semua kesempatan dan kenikmatan, segala pemilik ilmu, sehingga

dengan berkah dan rahmadNya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi

ini.

Sholawat serta salam, semoga senantiasa selalu tercurah kepada Nabi

Muhammad SAW. Nabi yang dipenuhi cahaya keberkahan, yang kelak akhlaknya

seagung Al-Qur’an, yang darinya mengalir kebijaksanaan dan ilmu yang berkah

dan mulia.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidak akan selesai tanpa

bantuan, masukan serta saran dari semua pihak.Oleh karena itu, penulis

mengucapkan banyak terima kasih untuk semua pihak sehingga skripsi ini

terselesaikan. Semoga semua ini menjadi amal serta jariah kita semua. Dengan

tidak mengurangi rasa hormat, Penulis mengucpkan terima kasih kepada pihak-

pihak yang berperan semi terwujudnya skripsi ini;

1. Bapak Drs. Murtono, M.Pd selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Yogyakarta

2. Bapak Drs. Nur Untoro, M.Si. Selaku Ketua Program Studi Pendidikan

Fisika Universitas Islam Negeri Yogyakarta

3. Ibu Widayanti, M.Si yang telah bersedia memberikan bimbimngan,

pikiran, tenaga dan waktunya mengoreksi dan mengarahkan dalam

penulisan skripsi ini

4. Bapak Rachmad Resmiyanto, M.Sc selaku pembimbing II yang telah

memberikan pikiran dukungan, motivasi dan ilmu serta pengalaman serta

waktu berjam-jam untuk sekali bimbingan.

vii

5. Kepada validator ahli materi : Joko Purwanto, M.Sc, Idham Syah Alam,

M.Sc dan Norma Sidik Risdianto, M.Sc serta validator ahli grafika Ika

Kartika, M.Pd.Si, Nuril Anwar, S.Pd.Si dan Alip Yuniantoro.

6. Kepada penilai : Jeffri Prayitno, S. Kom, Arifatul Faizah dan Shofiyanal

Uyun, S.Pd.Si

7. Ibu Kiryati, Bapak Parlan dan Adik tersayang Syatti Antika Asna

8. Sahabat yang menemani dan memotivasi hingga karya ini selesai

9. Teman-teman Pendidikan Fisika 2011

Penulis berharap semoga karya ini bermanfaat untuk pekembangan dunia

perndidikandan bisa menjadi tonggak awal bagi penulis untuk belajar menulis dan

melakukkan penelitian.

.

Yogyakarta,23 Mei 2017

Penulis

Nurul Falati

ASUS

Pencil

ASUS

Pencil

ASUS

Pencil

ASUS

Pencil

ASUS

Pencil

viii

PENGEMBANGAN BUKU PENGAYAAN TENTANG

ALBERT EINSTEIN DAN SUMBANGANNYA TERHADAP

BIDANG FISIKA

Nurul Falati

11690048

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengembangkan buku pengayaan

pengetahuan tentang Albert Einstein dan sumbangannya di bidang fisika (2)

mengetahui kelayakan buku pengayaan tentang Albert Einstein dan sumbanganya

di bidang fisika. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan (Research

and Development) model Four-D dengan beberapa penyesuian. Tahap penelitian

ini dibatasi sampai tahap pengembangan yang disesuikan dengan alur penilian

buku pengayaan di PUSKURBUK.

Instrumen penelitian menggunakan dua instrumen. Instruman lembar

perbaikan untuk validasi buku pengayaan dan instrumen penilaian BI untuk

penilaian kelayakan buku pengayaan pengetahuan dari PUSKURBUK. Hasil dari

penelitian ini adalah (1) Dihasilkan buku pengayaan tentang Albert Einstein dan

Sumbangannya di bidang fisika yeng telah divalidasi dengan judul Pemikiran

Albert Einstein (2) Buku pengayaan ini dinyatakan layak digunakan dengan

predikat baik.

Kata Kunci : Buku pengayaan, Albert Einstein, Pemikiran Albert Einstein.

ix

THE DEVELOPMENTOF SUPLEMENT BOOK ABOUT

ALBERT EINSTEIN AND IT’SCONTRIBUTIONON

PHYSICAL FIELD

ABSTRACT

Nurul Falati

11690048

This study aims to: (1) develop a book on the suplement of knowledge

about Albert Einstein and his contribution in the field of physics (2) to know the

feasibility of Albert Einstein's suplement book and his contribution in the field of

physics. This research is research development (Research and Development)

Four-D model with some adjustment. This research stage is limited to the

development stage adapted to the suplement flow of the suplement book in

PUSKURBUK.

The research instrument used two instruments. Instrument of

improvement sheet for validation of suplement books and BI assessment

instruments for a feasibility assessment of the knowledge suplement book from

PUSKURBUK. The results of this study are (1) Produced suplement books about

Albert Einstein and his contributions in the field of physics that have been

validated with the title Albert Einstein Thought (2) This suplement book is

declared worthy of good predicate.

Keywords: Suplement Book, Albert Einstein, Albert Einstein Thought.

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................... iv

HALAMAN MOTTO ....................................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................... vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

INTISARI .......................................................................................................... ix

ABSTRAC ......................................................................................................... x

DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................xiii

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xiii

DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................xiv

BAB I : PENDAHULUAN................................................................................ 1

A. Latar Belakang Masalah .......................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ................................................................................ 6

C. Batasan Masalah...................................................................................... 6

D. Rumusan Masalah ................................................................................... 6

E. Tujuan Penelitian .................................................................................... 6

F. Manfaat Penelitian .................................................................................. 7

BAB II : LANDASAN TEORI ......................................................................... 8

A. Kajian Teori ............................................................................................ 8

B. Kajian Penelitian yang Relevan .............................................................. 17

C. Kerangka Berpikir ................................................................................... 19

BAB III : METODE PENELITIAN ................................................................ 21

A. Tahap Pendefinisian (Define) .................................................................. 21

B. Tahap Perancangan (Design) .................................................................. 30

C. Tahap Pengembangan (Develop) ............................................................ 35

BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 27

A. Tahap Pendefinisian (Define) .................................................................. 27

B. Tahap Perancangan (Design) .................................................................. 29

C. Tahap Pengembangan (Develop) ............................................................ 34

xi

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 40

A. Kesimpulan ............................................................................................. 40

B. Katerbatasan Penelitian .......................................................................... 40

C. Saran ........................................................................................................ 41

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 40

LAMPIRAN-LAMPIRAN ............................................................................... 44

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Lembar Perbaikan ..............................................................................24

Tabel 3.2 Pedoman Kelayakan Buku Pengayaan ................................................27

Tabel 4.1 Analisis Tujuan .................................................................................. 20

Tabel 4.2 Hasil Penilaian Buku Pengayaan Pemikiran Albert Einstein.............. 39

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagan Mekanisme Penilaian Pusat Kurikulum & Perbukuan .........11

Gambar 3.1 Diagram Alur Proses Penelitian .................................................... 22

Gambar 4.1 Sampul Draf Produk ...................................................................... 34

Gambar 4.2 Desain Sampul Buku Pengayaan “Pemikiran Albert Einstein” ...... 38

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 : ANALISIS KEBUTUHAN ................................................... 44

1.1 Analisis Ketersediaan ................................................................................... 45

1.2 Analisis Materi ............................................................................................ 47

1.2 a. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar untuk materi Albert

Einstein ........................................................................................................ 47

1.2 b. Buku tentang Albert Einstein ............................................................. 58

LAMPIRAN 2 : ALASAN PERANCANGAN DRAF PRODUK ................. 49

2.1 Alasan Perancangan Produk Berdasarkan Susunan Materi ......................... 50

2.2 Alasan Perancangan Produk Berdasarkan Pemilihan Gambar .................... 53

LAMPIRAN 3 : DRAF PRODUK ................................................................... 54

LAMPIRAN 4 : SURAT PERNYATAAN VALIDASI dan LEMBAR

PERBAIKAN .....................................................................85

4.1 Surat Pernyataan Validasi dan Lembar Perbaikan Ahli Materi .................... 86

4.2 Surat Pernyataan Validasi dan Lembar Perbaikan Ahli Grafika .................. 97

LAMPIRAN 5 : DATA DAN ALASAN PERBAIKAN .................................105

5.1 Data Perbaikan dan Alasan Perbaikan Ahli Materi................................... 106

5.1 a. Data Perbaikan BAB I (Albert Einstein) ...................................... 106

5.1 b. Data Perbaikan BAB II (Efek Fotolistrik) .................................... 108

5.1 c. Data Perbaikan BAB III (Teori Relativitas Khusus) .................... 110

5.1 d. Data Perbaikan BAB IV (Teori Ralativitas Umum) ..................... 111

5.2 Data Perbaikan dan Alasan Perbaikan Ahli Grafika ................................. 112

LAMPIRAN 6 : BUKU PENGAYAAN .........................................................114

xiv

LAMPIRAN 7 : HASIL PENILAIAN KELAYAKAN BUKU ....................146

7.1 Lembar Penilaian Buku Pengayaan tentang Pemikiran Albert

Einstein .................................................................................................107

7.2 Analisis Perhitungan Penilaian Buku Pengayaan .................................119

7.3 Hasil Penilaian Buku Pengayaan tentang Pemikiran Albert

Einstein .................................................................................................122

7.4 Penjelasan Butir Instrumen ....................................................................123

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Buku pendidikan meliputi buku teks pelajaran dan buku nonteks

pelajaran. Buku Teks pelajaran merupakan buku acuan wajib untuk

digunakan di satuan pendidikan yang disusun berdasarkan kurikulum.

Sedangkan buku nonteks pelajaran adalah buku penunjang yang berisi

tentang salah satu atau sebagian standar kompetensi.

Sejak tahun 1988-2014, Pusat Kurikulum dan Perbukuan telah

melakukan sayembara penilaian naskah buku nonteks. Jenis naskah yang

disayambarakan mengalami perubahan. Pada tahun 1988-1993 jenis naskah

yang disayembarakan adalah naskah buku teks pelengkap untuk SD/MI,

SMP/MTS dan SMA/MA. Pada tahun 1994-2007 jenis naskah yang

disayembarakan adalah naskah buku bacaan fiksi dan nonfiksi untuk tingkat

SD/MI, SMP/MTS dan SMA/MA. Serta pada tahun 2007-2014 naskah yang

disayembarakan adalah naskah buku pengayaan yang terdiri dari buku

pengayaan pengetahuan, pengayaan ketrampilan dan pengayaan kepribadian.

Selama enam belas tahun, jumlah naskah buku nonteks yang menjadi

pemenang sayembara adalah 4285 naskah buku nonteks. Jumlah naskah buku

yang lulus seleksi dan layak digunakan sebanyak 367 naskah buku (1988-

2005), 3688 naskah buku (2006-2012) dan 230 naskah buku (2014). Hal ini

menunjukkan bahwa naskah buku nonteks yang layak dan telah lulus

penilaian sangat sedikit.

2

Pada tahun 2006-2012, buku nonteks yang mengikuti sayembara

sejumlah 48372 naskah buku. Naskah buku nonteks tersebut yang lulus

penilaian hanya 3688 judul buku. Jika dibandingkan dengan jumlah buku

yang mengikuti sayembara (2006-2012) persentasenya 7,62%. Ini

menunjukkan bahwa ketersediaan buku nonteks yang layak masih sangat

sedikit.

Jumlah jenis buku nonteks tersebut diantaranya, 1946 judul buku

pengayaan pengatahuan, 509 judul buku pengayaan keterampilan, 638 judul

buku pengayaan kepribadian, 234 judul buku referensi, 230 judul buku

panduan pendidik, 10 buku PAUD dan 1 buku sastra adi luhung. Pada tahun

2014, buku nonteks yang telah lulus penilaian sebanyak 230 judul buku.

Kategori atau jenis buku tersebut terdiri dari, 60 buku pengayaan

pengetahuan, 23 buku pengayaan keterampilan, 72 buku pengayaan

kepribadian, 54 buku referensi, 23 buku panduan pendidik dan 5 buku

panduan pendidik anak berkebutuhan khusus (Puskurbuk:2015)

Buku nonteks membahas tentang bahasa, budaya, dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Jumlah buku nonteks tentang fisika yang lulus dalam

penilaian ada 20 buku. Buku-Buku tersebut diantaranya, fisika dalam

kehidupan Kita untuk SMP (2007), Fisika Online Jilid 1 untuk SMA (2007),

Fisika Online jilid 2 untuk SMA (2007), Fisika Online 3 Jilid untuk SMA,

Fisika Online 4 untuk SMA, Fisika Online 5 Jilid SMA, Ensiklopedia

Sahabatku Seri Fisika SMP (2007), Menuju Olimpiade Fisika, Fisika dalam

Kehidupan Kita (2008), Buku Pintar Fisika (2009), Berkenalan dengan Fisika

3

(2009), Ensiklopedi Fisika 1: Sains Fisika untuk Anak untuk Pendidikan

Dasar (2009), Ensiklopedi Fisika 2: Sains Fisika untuk Anak Pendidikan

Dasar (2009), Ensiklopedi 3: Sejarah Pengukuran dan Desain Peralatan

(2009), Ensiklopedi 4: Biografi Ilmuan Fisika, Ensiklopedi 5: Astrofisika,

Ensiklopedi Fisika 6: Magnet dan Listrik (2009), Tokoh Fisika dari Masa ke

Masa (2011), Prestasi Gemilang Anak Bangsa Seri Olimpiade Fisika (2010),

Fisika Modern di Sekitar Kita Tantangan dan Jawaban Seputar Fisika Modern

(2014) dan Ensiklopedi Fisika 7 (2014).

Buku pengayaan terbagi menjadi tiga jenis, yaitu buku pengayaan

pengetahuan, buku pengayaan ketrampilan dan buku pengayaan kepribadian.

Buku Pengayaan pengetahuan untuk sekolah menengah ada tiga buku yaitu,

Buku Pintar Fisika (2009), Berkenalan dengan Fisika (2009) dan Tokoh

Fisika dari Masa ke Masa (2011). Jumlah ini sangat sedikit jika dibandingkan

dengan jumlah judul buku pengayaan yang telah diterbitkan.

Fisika sudah berkembangan sejak zaman prasejarah hingga sekarang.

Pada zaman prasejarah sudah ada peleburan logam, teknologi bangunan

(piramid). Periode kedua, berkembangan hukum-hukum hidrolisis oleh

Archimedes, perkembangan ilmu matematika, optika dan kemagnetan.

Perriode ketiga, mekanika, listrik-magnet dan gelombang cahaya. Pada

periode ini dikenal dengan periode fisika klasik. Dan periode terakhir pada

abad ke-19 penemuan teori relativitas membawa perkembangan baru di

bidang fisika.

4

Banyak hal yang bisa dipelajari di bidang fisika diantaranya,

penemuan teori-teori fisika, sejarah perkembangan fisika, sejarah penemuan

fisika, biografi tokoh fisika dan aplikasi teori fisika. Hal tersebut bisa menjadi

pengetahuan penunjang pelajaran di sekolah menengah. Misalnya buku

tentang penemuan di bidang fisika, sejarah perkembangan fisika dan manfaat

teori fisika. Akan tetapi belum ada ketersedian buku-buku pengayaan tentang

hal tersebut, terutama buku pengayaan tentang penemuan teori fisika.

Pada tahun 1999 majalah Time edisi 100 :The Most Important People

of the Century, menyebutkan Albert Einstein sebagai Man of the century.

Albert einstein adalah ilmuan terpopuler abad 20, karena beliau adalah salah

satu ilmuan yang banyak menyumbangkan pemikirannya kepada peradaban

manusia. Albert Einstein dikenal sebagai ilmuan yang jenius.

Albert Einstein adalah seorang ilmuwan fisika yang banyak

mengemukakan teori fisika. Salah satu diantaranya, teori relativitas yang

menyumbang pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan

kosmologi. Albert einstein juga memperoleh Penghargaan Nobel dalam

Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotolistrik dan

pengabdiannya bagi Fisika Teoritis.

Ilmuan Albert Einstein mempunyai ketekunan dan semangat yang

tinggi dalam dunia fisika. Karena ketekunan inilah beliau bisa mengubah

dunia. Sebagai tokoh yang sangat fenomenal di dunia fisika modern.

Pemikiran dan Pengabdian beliau bisa menjadi contoh untuk generasi muda

sekarang.

5

Buku-buku yang tersedia masih bersifat umum dan tidak cocok untuk

siswa sekolah menengah. Buku-buku tentang Albert Einstein yang ada berupa

terjemahan. Buku teks pelajaran terpaku dengan teori, rumus dan cara

penyelesaiannya. Penjelasan tentang ilmuan fisika juga sangat singkat.

Buku-buku tesebut diantaranya buku Teori Relativitas Einstein dan Mengenal

Einstein For Beginners.

Buku Teori Relativitas Einstein menceritakan tentang alam fisis yang

berhasil diungkapkan ilmuan-ilmuan sepanjang sejarah. Buku ini merupakan

penjelasan populer untuk umum. Buku ini merupakan buku terjemahan

dengan judul asli The ABC of Relativity karya Betrand Russell yang

diterjemahkan oleh Dariyanto. Buku ini menjelaskan tentang teori relativitas

yang dijelaskan secara runtut dan detail. Akan tetapi buku ini monoton karena

hanya memaparkan penjelasan yang panjang tanpa adanya gambar .

Buku Mengenal Einstein For Beginners diterjemahkan dari Einstein

for Beginners karya Joseph Schwartz dan Michael McGuinness. Buku ini

berupa komik yang menjelaskan tentang kisah Albert Einstein diwaktu kecil

dan teori relativitas. Buku ini sangat bagus digunakan untuk pemula. Akan

tetapi buku ini belum bisa menunjukkan pemikiran Albert Einstein secara

keseluruhan.

6

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, ada beberapa masalah yang

teridentifikasi, yakni:

1. Buku nonteks yang lulus penilaian oleh Pusat Kurikulum dan Perbukuan

yang masih sedikit

2. Buku pengayaan tentang fisika yang masih terbatas

3. Belum ada ketersediaan buku pengayaan tentang penemuan di bidang

Fisika

4. Buku tentang Albert Einstein yang tersedia masih bersifat umum tidak

cocok untuk sekolah menengah

C. Pembatasan Masalah

Masalah yang akan diselesaikan dibatasi pada buku pengayaan

pengetahuan tentang sumbangan atau penemuan teori Albert Einstein untuk

sekolah menengah.

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah maka dapat

dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana mengembangkan buku pengayaan tentang Albert Einstein dan

sumbanganya terhadap fisika.

2. Bagaimana kualitas buku pengayaan Albert Einstein dan sumbangannya

terhadap fisika.

7

E. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk;

1. Mengembangkan buku pengayaan pengetahuan tentang Albert Einstein

dan sumbangannya di bidang fisika

2. Mengetahui kelayakan buku pengayaan tentang Albert Einstein dan

sumbanganya di bidang fisika

F. Manfaat Penelitian

Manfaat dari pengembangan buku pengayaan pengatahuan tentang

penemuan teori Albert Einsten sebagai berikut:

1. Bagi pendidik, dapat digunakan sebagai salah satu alternatif sumber

belajar penunjang dalam kegiatan belajar mengajar di kelas sebagai buku

pengayaan

2. Bagi peserta didik, dapat menambah pengatahuan dan wawasan tentang

fisika terutama sumbangan teori dari Albert Einstein

3. Bagi peneliti, menambah wawasan pengetahuan tentang Albert Einstein

dan fisika serta melatih peneliti mengembangkan dan membuat buku

pengayaan

4. Bagi masyarakat Umum, dapat menambah wawasan tentang sumbangan/

penemuan teori dari Albert Einstein .

40

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis mengambil kesimpulan

sebagai berikut;

1. Pengembangan Buku Pengayaan Pengatahuan tentang Albert Einstein dan

sumbangannya di bidang fisika dengan judul Pemikiran Albert Einstein

telah selesai di validasi.

2. Buku pengayaan tentang Albert Einstein dinyatakan layak dengan

predikat baik

B. Keterbatasan Penelitian

Penelitian yang telah dilakukan ini memiliki keterbatasan, diantaranya;

1. Prosedur pengembangan dibatasi sampai tahap pengembangan

2. Media pengembangan masih terbatas pada Microsoft Word 2007 dan

Corel Draw X7

C. Saran

1. Masih banyak media ajar yang bisa dikembangkan untuk menceritakan

Albert Einstein selain buku pengayaan. Seperti: video, komik dan lain-

lain

2. Materi-materi tentang Albert Einstein yang bisa dikembangkan lagi

diantaranya Pengaruh Pemikiran Albert Einstein dalam dunia fisika.

3. Lembar Perbaikan perlu ditambahkan petunjuk pengisian lembar validasi

agar validator lebih mudah melakukan pengisian lembar perbaikan.

41

Daftar Pustaka

Buku

Ade Ernawati. (2014). Teori Relativitas Khusus Einstein. Yogyakarta: UIN Sunan

Kalijaga.

Assidiq, Abdul Kahfi. (2009). Kamus Lengkap Fisika. Yogyakarta: Panji Pustaka.

Betrand Russell. (2009). Teori Relativitas Einstein. (Terjemah Dariyatno). New

York: Mentor Books. (Buku asli diterbitkan pada tahun 1960).

Budiyanto. (2009). Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan

dan Kurikulum Nasional.

Eko Putro. (2012). Teknik Penyusunan Instrumen Penelitian. Yogyakarta: Pustaka

Pelajar.

Emzir.(2008). Metodologi Penelitian Pendidikan: Kuantitatif dan Kualitatif.

Jakarta:Rajawali Pers

Endang Widyaningrum, Sulifah Aprilya H., Mochammad Iqbal.(2015).

Pengambangan Produk penelitian Berupa Buku Nonteks sebagai Buku

Pengayaan Pengetahuan, dalam Artikel Ilmiah Mahasiswa, No. 1,

(Jember:UNEJ) hlm 1-5.

Fransiska Kurnia. (2015). Pengembangan Buku Pengayaan IPA Bilingual dengan

Tema Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid untuk Siswa Kelas VII SMP/MTs.

Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga.

Joseph Schwartz. (2001). Mengenal Einstein For Beginners. (Terjemah Ciptadi

Sukono). Cambridge: Icon Book. (Buku asli diterbitkan pada tahun 1992)

Kusaeri dan Suprananto. (2012). Pengukuran dan Penilaian Pendidikan.

Yogyakarta:Graha Ilmu.

Robert Resnick. Misconceptions About Einstein. Jurnal of chemical Education.

Vol. 58, No. 12, desember 1988 (Departemant of physics at renselaer Polytachnic,

1980), 854-862.

Steve Jobs. (2013). Einstein: Kehidupan dan pengaruhnya bagi dunia. (Terjemah

Mursid Wijnarko). London: Pocket Books. (Buku asli diterbitkan pada tahun

2008).

Suharyanto. (2009). Fisika untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta: CV. Sahabat.

42

Wardhana,W.A. (2008). Al Qur’an dan Teori Einstein : Melacak Teori Einstein

dalam Al Qur’an. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Tim Puslitjaknov. (2008). Metode Penelitian Pengembangan

Sumber Internet

Evan Andrews. 2015. 9 Things You May Not Know About Albert Einstein.

http://www.history.com. Diakses pada tanggal 09 Desember 2016 pukul 10.56

Fendi Sutrisna. 2011. Peisip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.

http://indone5ia.wordpress.com/2012/02/17/prinsip-kerja-pembangkit-listrik-

tenaga-nuklir/. Diakeses 3 Februari 2017 pukul 12.30

Guruipa. 2016. Gerak Relatif. http://www.gutuipa.com/2016/06/pengertian-

gerak-serta-contoh-gerak-relatif-dan-gerak-semu.html. Diakses pada tanggal 17

Oktober 2016 pukul 08.30

Guruipa. 2016. Kecepatan Relatif. http://guruipa.com/2016/07/pengertian

kecepatan-relatif-cara-menghitung-dan-contoh-soal-kecepatan-relatif.html.

Diakeses pada tanggal 6 Februari 2017 pukul 11.30

Lucian velea. 2015. Albert Einstein-21 Ways in Which You Know

Him.http://miratico.com. Diakses pada tanggal 09 Desember 2016 pukul 10.20

Pandito. 2011. Senjata-Senjata Terbesar yang Pernah ada dalam Sejarah Manusia.

http://www.bluefame.com/topic/404039-senjata-senjata-terbesar-yang-pernah ada-

dalam-sejarah-manusia/. Diakses pada tanggal 3 Februari 2017 pukul 10.55

PUSKURBUK. Penilaian Buku Nonteks Pelajaran. http://puskurbuk.net/

web13/penilian-buku-nonteks-pelajaran.html. Diakses pada tanggal 15 Maret

2016 pada pukul 16.45

Science Release. 2013. Einstein Was Right-So Far. https://www.eso.org/

public/news/eso1319/. Diakses 3 Februari 2017 pukul 09.39

Suherli. Menulis Buku Pengayaan. http://suherlicentre.blogspot.co.id/2008/

06/menulis-buku-pengayaan.html. Diakses pada tanggal 15 Maret 2016 pada

pukul 15.44

Terry Mart. 2005. Bagaimana Saya Membenagun Teori Relativitas.

http://www.fisikanet.lipi.go.id. Diakses pada tanggal 09 Desember 2016 pukul

09.48

43

The Center for History of Physics. 2004. Albert Einstein. https://www.aip.org/

history/exhibits/einstein. Diakses pada tanggal 26 September 2016 pukul 08.00

Tika Dika. 2013. Kisah Hidup dan Kematian Si Anak Jenius Albert Einstein.

http://atitastory.blogspot.co.id. Diakses pada tanggal 09 Desember 2016 pukul

09.23

Yulik Setia. Elektronika Kontrol. http://elektronikakontrol.blogspot.co.id/

2014/06/senor-cahaya.html. Diakes 27 Desember 2016 pukul 11.38

_____. 2015. Teori Relativitas Einstein. http://fisikazone.com. Diakses tanggal 09

Desember 2016 pukul 09.37

___. 2016. Piranti tergandeng-muatan. https://id.wikipedia.org. Diakses pada

tanggal 09 Desember 2016 pukul 09.43

___. http://images.wisegeek.com/balls-showing-gravity-effects.jpg. Diakses 02

Februari 2017 pukul 08.46

_______. Foto-Foto Masa Kecil Albert Einstein. http://uniqpost.com. Diakses

pada tanggal 09 Desember 2016 pukul 09.50

___. ICT. Photoelectric Effect. http://ictwiki.iitk.ernet.in/ wiki/index.php/

Photoelectric_Effect. Diakses 5 Januari 2017 pukul 08.55

Mark.2016. solar energy instalation, https://solarinstallationpanel.blogspot.co.id/

2015/02/solar-power-cell.html. Diakses pada tanggal 13 Januari 2017 pukul 12.37

___. Special Theory of Relativity. http://archive.ncsa.illinois.edu/Cyberia/NumR

el/Images/rel1905.jpeg. Diakses pada tanggal 25 Januari 2017 pukul 08.44

____-. Line Follower Analog. http://annurandrian.blogspot.co.id/2013/01/line-

tracer-analog.html. Diakses pada tanggal 24 Januari 2017 pada pukul 09.56

LAMPIRAN I

Analisis Kebutuhan

45

Lampiran 1.1 Analisis Ketersediaan

Data Buku Nonteks tentang Fisika tahun 2007-2011 dan tahun 2012

47

Lampiran 1.2 Analisis Materi

Lampiran 1.2 a Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar untuk materi Albert Einstein di

SMA

48

Lampiran 1.2.b Sumber materi tentang Albert Einstein

BUKU TENTANG ALBERT EINSTEIN

e-BOOK dan JURNAL ALBERT EINSTEIN

LAMPIRAN 2

Alasan Perancangan

Draf Produk

50

Lampiran 2.1. Alasan Perancangan Produk Berdasarkan Susunan Materi

ALASAN PERANCANGAN PRODUK

PENYUSUNAN MATERI

BAB ISI ALASAN

BAB I

(Albert Einstein)

- biografi singkat dari masa kecil

hingga akhir hayat Albert Einstein.

- pemaparan secara umum sumbangan

atau penemuan Albert Einstein.

- untuk menceritakan kisah Albert Einstein dari lahir hingga dewasa

- Pada bab ini bersifat ingin memperkenalkan Albert Einstein dan sumbangan atau penemuan albert

Einstein di bidang fisika

BAB II (Efek

Fotolistrik)

peneliti memaparkan tentang sejarah

penemuan efek fotolistrik, pengertian

dan percoban efek fotolistrik secara

singkat serta manfaat dari efek

fotolistrik

- efek fotolistrik merupakan salah satu materi yang diajarkan di SMA pada pembahasan benda

hitam, hanya saja masih gambaran secara singkat. Dalam bab ini peneliti manampilkan skema

percobaan efek fotolistrik supaya memudahkan pembaca untuk memahami pemaparan dari

percobaan efek fotolistrik. Peneliti juga tidak menampilkan rumus dengan tujuan untuk lebih

memudahkan pembaca memahami dan untuk mensiasati agar pembaca memahami rumus

dituliskan secara diskriptif. Upaya pengembangan materi pada bab ini diantaranya, peneliti

menambahkan manfaat atau penerapan dari efek fotolistrik, seperti; sel surya, kamera CCD,

fototransistor, tabung foto pengganda dan proses dubbing film. Peneliti menuliskan manfaat

tersebut supaya pembaca mengatahui manfaat dari peristiwa efek fotolistrik tersebut.

BAB III (Teori

Relativitas

Khusus)

peneliti menjelaskan tentang Teori

Relativitas Khusus. Beberapa hal

penjalesan itu diantaranya tentang

sejarah penemuan terori relativitas

khusus, postulat teori relativitas khusus,

persamaan kesetaraan energi dan

manfaat Teori Relativitas Khusus

- Peneliti menceritakan sejarah penemuan Teori Relativitas Khussu untuk menanamkan semangat

melakukan eksperimen, dimana dlaam cerita ini Albert Einstein tidak sengan mudah menemukan

teori ini, pemikiran Einstein yang baru ini bertentangan dengan teori fisika. Materi postulat teori

relativitas khusus ditampilkan dalam daraf produk ini untuk mengingatkan kembali bagi pembaca

yang sudah mengatahu kedua postulat tersebut dan bagi pembaca yang belum tahu jika tidak

disajikan akan menjadi pemahaman yang tidak utuh dan bisa membingungkan pembaca.

Persamaan kesetaraan energi merupakan salah satu bentuk dari konsekuensi Teori Relativitas

Khusus, buku ini sangat populer dan sering digunakan dalam sampul buku yang berkaitan dengan

fisika. Selain itu menjadi sangat penting untuk menuliskan pemaparan tentang persamaan

kesetaraan energi karena dengan persamaan ini bisa merubah dunia. Contoh dinataranya adalah

peristiwa bom atam di Jepang. Peneliti juga memaparkan manfaat Teori Relativitas Khusus seperti

51

GPS (alat navigasi), supernova (ledakan bintang di langit) warna kekuningan dan mengkilap dari

emas serta merkuri terlhat cair karena adanya peningkatan massa dan kecepatannya karena

elektron merkuri terletak dekat inti. Hal-hal seperti ini tentu dapat menambah pengetahuan dan

wawasan terhadap pembaca.

BAB IV

(Teori Relativitas

Umum)

- bab ini mengenakan beberapa materi seperti sejarah penemuan Teori Relativias Umum, Hukum

Garvitasi Einstein dan bukti-bukti Hukum Gravitasi Einstein. Sejarah penemuan Teori Relativitas

Umum ini untuk menanamkan nilai kegigihan ketika menginginkan sesuatu. Einstein melakukan

penelitian tentang Teori Relativitas Umum ini selama 10 tahun. Dalam waktu 10 tahun tersebut

Einstein baru bisa menyempurnakan potongan-potongan hasil pemikirannya. Hukum Gravitasi

Newton pada bab ini membahas tentang Hukum Gravitasi Newton atau Teori Relativitas Umum

serta menghubungkan antara Teori Relativitas Khusus dengan Teori Relativitas Umum. Teori

Relativitas Umum ini disajikan sebagai pengatar dan pengetahuan untuk pemula. Selain itu

penjelasan yang panjang akan membuat bosan para pembaca. Sub bab selanjutnya tentang Bukti-

bukti Hukum Gravitasi Einstein, sub bab ini menceritakan tantang bukti dari Hukum Gravitasi

Einstein, seperti; perubahan orbit merkurius, gravitasi pergeseran sinar merah, serta cahaya di

sekitar objek massif (lubang hitam).

GLOSARIUM glosarium berisi kata-kata atau isilah

fisika yang masih asing.

- untuk memudahkan pembaca ketika tidak mengetahui kata atau frasa atau istilah fisika yang masih

asing.

52

Lampiran 2.1. Alasan Perancangan Produk Berdasarkan Pemilihan Gambar

ALASAN PERANCANGAN

PEMILIHAN GAMBAR

BAB GAMBAR ALASAN

BAB I

Einstein

5tahun

Einstein 12

tahun

Einstein saat

kuliah

Einstein saat tua

Peneliti menggunakan beberapa gambar pada BAB I,

diantaranya;

Pemilihan gambar Albert Einstin ini disesuaikan dengan

usia. Sebagaimana pemapaan dalam draf produk yang

menceritakan urutan pertumbuhan Albert Einstein, saat

kecil (gambar Einstein tahun), saat ramaja( gambar

Einstein di usia 12 tahun), saat dewasa (saat Einstein

kuliah) dan saat usia senja (gambar menunjukkan Einstein

diwaktu tua.

Skema efek

fotolistrik

Sel surya

Kamera CCD

Barcod

e

reader

Fototransistor

Tabung foto

spektroskopi

Dubbing film

Pada BAB I meneliti memilih beberapa gambar terkait

dengan peristiwa Efek Fotolistrik untuk mempermudah

pemahaman pembaca.

Gambar skema efek fotolistrik untuk memudahkan

pemahaman penjelasan tentang peristiwa efek fotolistrik.

Dalam gambar tersebut, mudah dipahami karena hanya

menampilkan skema peristiwa efek fotolisrik dan tidak

menampilkan alat percobaannya.

Gambar Sel Surya untuk memperlihatkan tampilan dan cara

kerja sel surya. Demikian juga gambar CCD untuk

memunjukkan bentuk kamara CCD, dimana kamera CCD

berbentuk sangat kecil tatapi banyak manfaatnya seperti

barcode reader sebagaimana ditunukkan pada gambar

53

pengganda

selanjutnya. Gambar fototransistor untuk menu

menunjukkan bentuk fototransistor dimana fototransistor

merupakan salah satu manfaat dari peristiwa efek

fotolistrik.Dan gambar-gambar yang laian juga merupakan

gambar dari pemanfaatan peristiwa efek fotolistrik.

Bom atom

supernova

GPS

Emas

Mercuri

Gambar bom atom merupakan salah satu contoh dari

pemanfaatan atau penggunaan persamaan kesetaraan energi.

Dan bom atom ini ditampilkan untuk menunjukkan sebuah

akibat yang ditimbulkan dari rumus tersebut. GPS juga

merupakan salah satu alat yang menggunakan teori

Relativitas Khusus. Gambar supernova, gambar emas da

bambar merkuri juga merupakan menggunakan teori

relativitas. Selain itu dengam menampilkan gambar,

pembaca bisa tertarik untuk membaca isi dari penjelasaan

tersebut.

Gambar untuk menggambarkan tentang perdiksi ruang-

waktu dari teori relativitas khusus Sangat pentik untuk

ditampilkan dengan alasan bahwa untuk membantu

pemahaman dari teori relativitas umum.

LAMPIRAN 3

Draf Produk

iii

Sejarah dan Manfaat Pemikiran Albert Einstein

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kepada Illahi Rabbi atas

berkah kemampuan yang diberikan untuk menuliskan karya

ini. Fokus utama dalam buku ini adalah materi Albert Einstein

dan buah pemikiran Albert Einstien berupa teori-teori Fisika

abad ke-20. Buku Albert Einstein ini merupakan buku

pengayaan pengetahuan bagi peserta didik, pendidik dan hal

layak umum. Buku ini merupakan pengembangan dari buku

ajar di sekolah menengah tentang efek fotolistrik dan teori

relativitas khusus.

Saat ini belum banyak buku pengayaan untuk sekolah

menengah terutama tentang fisika. Buku ini hanya

menceritakan secuil kisah Albert Einstein. Di dalam buku ini,

penulis memaparkan sekilas perjalanan Albert Einstein dan

beberapa pemikirannya yang terkenal. Buku ini sangatlah kecil

untuk menceritakan pemikiran Albert Einstein yang bisa

merubah dunia.

iv


Penulis mengucapkan terimakasih yang tiada terhingga

kepada kedua dosen pembimbing, dosen penguji, seluruh

validator dan penilai, sehingga buku ini menjadi karya yang

dapat dipertangggungjawabkan. Tidak lupa kepada kedua

orang tua, semua ini tiada bandingannya dengan keikhlasan

dan kesabaran hingga karya ini dapat terselesaikan. Terima

kasih juga untuk teman-teman yang selalu membarikan

motivasi dan bantuannya sehingga buku ini dapat diterbitkan.

Penulis berharap agar kehadiran buku ini dapat

memberikan tambahan pengetahuan bagi peserta didik,

pendidik dan masyarakat umum tentang Albert Einstein.

Khusus bagi peserta didik, buku ini dapat mengantarkan

kepada pengetahuan dan keinginan untuk lebih maju.

Kepada semua pembaca, khususnya para pendidik

maupun peserta didik yang tertarik membaca buku ini, saya

ucapkan penghargaan dan terima kasih. Tetapi sebagai manusia

dan penulis pemula, penulisan buku ini tidak luput dari

kesalahan dan kekurangan disebabkan keterbatasan penulis

dalam berbagai hal. Untuk itu kepada semua pihak, saya

mengharapkan saran dan kritikan yang konstruktif, demi

perbaikan penulisan buku ini.

Yogyakarta, Oktober 2016

Penulis

v


Daftar Isi Halaman Judul ...................................................................... i

Kata Pengantar ...................................................................... ii

Daftar Isi ............................................................................... iv

BAB I Albert Einstein ........................................................... 5

Biodata Albert Einstein ...................................................... 5

Masa Kecil ........................................................................ 6

Masa Sekolah .................................................................... 7

Politeknik Zurich ............................................................... 9

Pemikiran Albert Einstein ................................................. 12

Kuantum Cahaya ............................................................... 13

Gerak Brownian ................................................................ 13

Teori Relativitas Khusus ................................................... 14

Teori Relativitas Umum .................................................... 15

Akhir Hayat ....................................................................... 15

BAB II Efek Fotolistrik ......................................................... 17

Percobaan Efek Fotolistrik ................................................ 19

Manfaat Efek Fotolistrik ................................................... 20

BAB III Teori Relativitas Khusus ......................................... 26

Postulat Teori Relativitas Khusus ...................................... 29

Perumusan Einstein ........................................... 30

Manfaat teori Relativitas Khusus ....................................... 31

vi


BAB IV Teori Relativitas Umum ......................................... 38

Hukum Gravitasi Einstein ................................................... 41

Bukti-Bukti Gravitasi Einstein ........................................... 43

Glosarium .............................................................................. 45

Daftar Pustaka ....................................................................... 47

Biodata Penulis ..................................................................... 50

7


BAB I

Albert Einstein

Biodata Albert Einstein Nama : Albert Einstein

Nama Panggilan : Einstein

Tempat/Tanggal/Lahir : Ulm, Jum’at 14 Maret 1879

Nama Ayah : Herman Einstein

Nama Ibu : Pauline Koch

Nama Adik : Maria Einstein

Hobi : Bermain Biola

Meninggal : 17 April 1955

8


Masa Kecil

Einstein saat berusia 5 tahun

www. uniqpost.com

Albert Einstein dilahirkan di Ulm, 14 Mei 1879. Ia lahir

sebagai putra sulung dari pasangan Hermann Einstein dan

Pauline Koch. Maria adalah satu-satunya saudara perempuan

Einstein. Einstein kecil sering berpindaah dari satu tempat ke

tempat yang lain. Saat berusia satu tahun, ia berpindah ke kota

Munich.

Sejak kecil, orang tua Einstein sudah mengkhawatirkan

perkembangannya. Einstein kecil mengalami lambat bicara.

Setiap kali mengucapkan sesuatu, ia harus berlatih pelan

sampai terdengar jelas untuk diucapkan.

9


Saat berusia lima tahun, Ayah Einstein memberikan

kompas untuk Einstein. Einstein sangat terpesona oleh

keanehan jarum kompas yang selalu menunjuk ke arah yang

sama. Semenjak saaat itu, Einstein bertekat untuk mempelajari

keanehan jarum kompas.

Sejak kecil, Einstein sudah mempunyai bakat

memainkan musik. Ibu Einstein memberikan les biola. Ia

sangat giat berlatih. Lagi yang sering dimainkan adalah lagu

sonata-sonata. Sesekali Einstein berduet memainkan biola

dengan ibunya memainkan piano.

Masa Sekolah

Pada usia enam tahun, Einstein mulai bersekolah dasar.

Tiga tahun kemudian Einstein pindah ke sekolah menengah. Di

sekolah ini, lebih mengutamakan pelajaran matematika dan

sains. Ketertarikkan Einstein dengan matematika dan sains

ditunjukkan dengan nilai yang selalu tinggi. Bahkan, ia selalu

mendapatkan peringkat pertama.

Einstein mempunyai kemampuan yang mengagumkan

dalam sains dan matematika. Di usia lima belas tahum, Ia

mampu menguasai materi kalkulus, geometri dan aljabar.

Materi-materi tersebut biasanya dipelajari oleh anak kuliah.

Kegagalan usaha ayah Einstein mengharuskan seluruh

keluarga Einstein pindah ke Pavia. Einstein tetap tinggal di

Munich untuk menyelesaikan sekolah menengahnya. Einstein

tidak betah tinggal sendiri di Munich. Tidak lama setelah itu,

10


Einstein mengundurkan diri dari sekolah mengengahnya dan

menyusul keluarganya ke Pavia.

Surat pengunduran diri Einstein untuk sekolah

menengahnya disertakan surat keterangan dari dokter Surat

keterangan doter tersebut menjelaskan bahwa einstein

mengalai kelelahan syaraf. Surat ini doiperoleh Einstein dari

dokter keluarga.

Einstein ketika berusia 12 tahun

www. uniqpost.com

Einstein tidak mudah putus asa. Meskipun Einstein

tidak menyelesaikan sekolah. Tetapi, ia tetap giat belajar agar

bisa masuk Politeknik Zurich. Einstein bertekat untuk bisa

bersekolah di Politeknik Zurich. Berbekal tiga buku fisika yang

11


dibelinya. Einstein belajar sendiri dan menulis setiap gagasan

di pinggir halaman buku.

Pada saat usiannya enam belas tahun, Einstein sudah

belajar menulis makalah berjudul “On the Investigation of the

State of the Ether in a Magnetic Field”. Makalah ini berisi

tentang pandangan terhadap eter dan saran untuk melakukan

eksperimen yang dapat menjelaskan medan magnet di

sekeliling arus listrik. Einstein mengirimkan makalah ini

kepada paman Caesar Koch. Dengan itu, Paman Caesar Koch

bersedia membiayai sekolah Einstein selama di Politeknik

Zurich

Politeknik Zurich

Politeknik Zurich mempunyai reputasi bagus dalam

bidang rekayasa dan sains. Politeknik ini menjadikan

matematika sebagai prasyarat utama dalam kuliah. Pada tahun

1896, Einstein menjadi salah satu dari sebelas mahasiswa baru

jurusan untuk guru yang akan mengajar matematika dan fisika.

Saat akan mendaftar, Einstein merasa takut tidak

diterima di politeknik Zurich. Karena umur Einstein belum

memenuhi syarat. Akan tetapi masalah ini bisa diatasi.

Keluarga Einstein mengirimkan surat kepada Direkur

Politeknik Zurich untuk memohon pengecualian. Akhirnya,

Einstein dapat mengikuti ujian.

Einstein dapat melewati ujian masuk Politeknik Zurich.

Ia lulus ujian dalam bidang sains dan matematika tetapi gagal

12


dibagian umum. Profesor Hernrich Waber, yang saat itu

menjabat sebagai direktur Politeknik Zurich menyarankan

Einstein untuk mengkuti kuliahnya. Akan tetapi, Einstein lebih

memilih pergi ke Aarau untuk mempersiapkan ujian tahun

depan.

Einstein masa dewasa bersama teman-temannya

(Marcel Grossman, Einstein, Gustav Geissler, dan Eugen Grossman)

www.aip.org

Selama di Aarau, Einstein belajar di sekolah Pestalozzi.

Di sekolah ini, Einstein belajar untuk memahami setiap konsep

13


secara visual. Ia mulai menggunakan eksperimen imajiner,

Menggambarkan setiap ide-idenya.

Suatu ketika Einstein membayangkan jika ia melaju

bersama dengan seberkas cahaya. Ia menggambarkan hal

tersebut kemudian membayangkan apa yang akan terjadi ketika

seseorang melaju dengan cahaya. Seiring berjalannya waktu,

Einstein merasa bosen dengan kuliah Prof Weber. Prof Weber

lebih suka memberikan kuliah tentang fisika terdahulu tanpa

memberikan kuliah tentang perkembanga terbaru fisika.

Selain di ruang kelas, perkuliah juga dilakukkan di

Laboratorium. Saat melakukkan eksperimen dilaboratorium

Einstein sering tidak memperhatikan petujuk eksperimen. Ini

tentu sangat membahayakan. Suatu ketika, saat Einstein

melakukkan eksperiman tiba-tiba terjadi ledakan yang

menyebabkan tangan einstein terluka dan harus dijahit.

Einstein harus melakukan penelitian dan menulis tesis

agar lulus dari Politeknik Zurich. Proposal petama, berisi

tentang percobaan untuk mengukur kecepatan bumi bergerak

melintasi eter. Weber menolak proposal tersebut. Tidak ada

seorang pun berhasil membuktikan tentang eter yang

membingungkan saat itu.

Proposal Kedua, proposal ini berisi tentang kaitan

antara kemampuan beragam bahan dalam menghantarkan

panas dan menghantarkan listrik. Weber juga tidak menyukai

ide itu. Dan akhirnya, einstein melakukan penelitian mengenai

konduksi panas sesuai bidang keahlian weber.

14


Einstein menghentikan makalah penelitian tersebut

karena tidak manarik baginya. Weber memberikan nilai

terendah 4,5. Meskipun mendapatkan nilai terendah dalam

penulisan penelitian, Einstein mampu menaikkkan nilai rata-

rata pada tahun terakhir menjadi 4,9. Nilai ini menempatkan

Einstein di posisi keempat dari lima orang dikelasnya. Dengan

itu, Einstein mendapatkan gelar sarjana yang resmi diterima

pada Juli 1900.

Penemuan Albert Einstein

Pada tahun 1905, Einstein melakukkan terobosan dalam

dunia fisika. Einstein melakukan publikasi makalah yang bisa

merubah dunia. Ia berani menyajikan makalah yang merombak

teori lama yang sudah ada. Dalam setahun, Einstein

mempublikasikan empat makalah. Keempat makalah itu berisi

tentang; kuantum cahaya (Maret 1905), gerak brown (Mei

1905), teori relativitas khusus (juni 1905), Konsekuensi dari

teori relativitas khusus, Persamaaan (September

1905).

Sepuluh tahun kemudian, Einstein juga

mempublikasikan makalah yang merubah pandangan

seseorang tentang alam semesta. Makalah ini menjelaskan

tentang hukum gravitasi Einstein. Hukum Gravitasi Einstein ini

lebih dikenal tentang Teori Relativitas Umum.

Kuantum Cahaya

15


Pada 17 Maret 1905 Einstein menulis makalah yang

memperkenalkan istilah kuantum (paket) cahaya. Makalah

pertama pada taun 1905 yang dipublikasika di Annalen der

Physik. Membuat perkembangan paling revolusioner sepanjang

sejarah fisika. Gagasan Einstein bahwa cahaya tidak hanya

datang dalam bentuk gelombang, tetapi juga dalam bentuk

paket-paket kecil yang disebut foton.

Teori Einstein ini menghasilkan hukum efek fotolistrik.

Ketika cahaya ditembakkan ke suatu permukaan logam, foton-

fotonnya akan menumbuk elektron-elektron pada permukaan

logam tersebut sehingga elektron itu dapat terlepas. Peristiwa

lepasnya elektron dari permukaan logam disebut efek

fotolistrik.

Gerak Brownian

Makalah kedua pada bulan mei berjudul "On the

Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—

of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid". Dalam

Makalah ini, Einstein mengembangkan gerak brownian yang

sebelumnya telah ditemukan oleh Robert Brown, seorang ahli

Botani asal Skotlandia.

Einstein menjelaskan bahwa suatu partilek mikroskopis

yang melayang pada suatu medium akan menunjukan gerakan

acak lantaran banyaknya tabrakan yang diakibatkan oleh

molekul-molekul pada sisi-sisi partikel yang tidak sama. Inilah

yang membuat partikel koloid bisa bergerak menjadi searah

16


dengan arah resultan vektor atas gaya yang bekerja pada

partikel koloid. Pendapat ini dapat dibukyikan kebenarannya

oleh ilmuan Prancis bernama Jean Periin.

Teori Relativitas Khusus

Einstein menjelaskan teori relativitas khusus dengen

mengeluarkan dua postulat. Postulat Petama menyatakan

bahwa hukum fisika fundemental sama bagi seluruh pengamat

yang bergerak dengan kecepatan tetap relatif terhadap satu

sama lain. Postulat kedua menyatakan bahwa kecepatan cahaya

tidak bergantung pada gerakan sumbernya.

Teori Relativitas Einstein membawa konsekuensi logis.

Beberapa konsekuensi teori relativitas khusus adalah,

kecepatan relatif, dilatasi waktu, konstraksi panjang, massa

relativistik, energi kinetik relativistk, energi total relativistik,

momentum relativistik, efek doppler relativistik, simultanitas

dan sinkronisasi waktu.

Einstein menjelaskan sebuah persamaan dari

konsekuensi relativitas khusus. Persamaan ini adalah

. Einstein menjelaskan persamaan ini dalam sebuah

makalah sendiri yang diterbitkan tiga bulan setelah makalah

tentang teori relativitas khusus.

17


Teori Relativitas Umum

Dua tahun setelah menemukan teori relativitas khusus,

Einstein mulai menyadari bahwa teori tersebut belum

sempurna. Teori relativitas khusus hanya dapat diterapkan pada

gerak dan kecepatan tetap. Selama delapan tahun, Einstein

berupaya untuk menghasilkan teori medan gravitasi baru dan

memodifikasi teori relativitas sehingga bisa diterapkan pada

gerak dipercepat.

Dalam teori relativitas umum, Einstein menggambarkan

gravitasi sebagai hasil dari melengkungnya ruang dan waktu

karena adanya benda bermassa. Ketika benda-benda bermasa

bergerak dipercepat, kelengkungan ruang waktu disekitarnya

akan berubah. Perubahan kelengjkungan ini merambat

sumbernya sebagai suatu gelombang yang menghasilkan

distorsi geometri ruang-waktu. Gelombang ini yang disebut

gravitasi. Gelombang tersebut merambat dengan kecepatan

cahaya.

18


Akhir Hayat

Einstein meninggal dunia di Rumah sakit Princeton

Hospital, New Jersey, Amerika Serikat. Einstein meninggal

tanggal 17 April 1955, dengan usia tujuh puluh enam tahun.

Karena penyakit aneurisma aorta abdominal. Sesuai dengan

permintaan Einstein, jenazahnya dikremasi dan abunya di

taburkan di sungai Delaware.

Einstein di masa tua

http://4.bp.blogspot.com

Sebelum dikremasi, jenazah Einstein terlebih dahulu

dilakukan autopsi oelh dr. Harvay. Tanpa sepengetahuan

keluarga Einstein, dr. Harvey memindahkan otak Einstein dan

tidak mengembalikan otaknya kedalam tengkoraknya. dr

19


Harvey menyimpannya dalam botol formaldehida.

Pengambilan dan pengawetan otak tersebut menjadi

perdebatan. Sebab, pengambilannya tanpa izin dari keluarga

Einstein.Tapi Harvey mengatakan bahwa anak Einstein yang

bernama Hans Albert Einstein telah memberinya izin

mengambil otak ayahnya. Sisanya keluarga Einstein

menyangkal hal itu.

20


BAB II

EFEK FOTOLISTRIK

Penemuan efek fotolistrik merupakan salah satu

tonggak sejarah kelahiran fisika kuantum. Untuk merumuskan

teori yang cocok dengan eksperimen, paham fisika klasik yang

telah diyakini harus dirombak. Paham ini berawal dari sebuah

teori tentang cahaya sebagai gelombang.

Efek fotolistrik merupakan gejala fisika yang pertama

kali ditemukan oleh Hertz pada tahun 1887 ketika

mendemonstrasikan keberadaan gelombang elektromagnetik.

Kemudian, Lenard menggunakan sebuah tabung kaca yang

divakumkan yang di dalamnya terdapat dua buah elektrode.

Ketika itu, teori fisika tidak dapat menjelaskan hasil

pengamatan Lenard.

21


Pada tahun 1905, Einstein menerbitkan makalah

tentang efek fotolistrik tersebut. Dalam makalah itu Einstein

menyatakan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel yang

disebut foton. Ketika cahaya ditembakkan ke suatu permukaan

logam, foton-fotonnya akan menumbuk elektron-elektron pada

permukaan logam tersebut sehingga elektron itu dapat lepas.

Peristiwa lepasnya elektron dari permukaan logam itu dalam

fisika disebut sebagai efek fotolistrik.

Konsep penting efek fotolistrik adalah bahwa satu

elektron menyerap satu kuantum energi. Satu kuantum energi

yang diserap elektron digunakan untuk lepas dari logam dan

untuk bergerak ke pelat logam yang lain. Hal ini dapat

dituliskan sebagai,

Energi cahaya = Energi ambang + Energi kinetik maksimum

elektron

Sebelas tahun setelah Einstein mempublikasikan teori efek

fotolistrik, Robert Milikan berhasil membuktikan teori

tersebut.

Pada tahun 1921, Einstein mendapatkan penghargaan

hadiah nobel fisika. Penghargaan nobel tersebut dianugrahkan

kepada Einstein karna jasanya di bidang fisika teori terutama

penemuan hukum efek fotolistrik.

22


Percobaan Efek Fotolistrik

Gambar 2.1 skema percobaa an efek fotolistrik

Perangkat percobaan untuk mengamati efek fotolistrik

terdiri atas tabung kaca hampa udara dan plat logam yang

disebut sebagai katoda. Ketika katoda disinari dengan

ultraviolet, elektron akan terlepas dari katoda dan bergerak

menuju anoda sehingga arus mengalir pada rangkaian.

Banyaknya elektron yang terlepas dapat dilihat dari

indikator kuat arus yang ditunjukkan oleh ampermeter. Energi

kinetik yang dimiliki elektron dapat ditentukan dengan cara

memperbesar beda potensial antara katoda dan anoda sehingga

beda potensial bersifat menahan laju elektron. Bersamaan

dengan kenaikan beda potensial, penunjukan jarum

ampermeter akan mengecil. Jika pada suatu ketika jarum

ampermeter menunjuk angka nol, besarnya energi potensial

23


sama dengan besar energi kinetik yang dimiliki elektron. Nilai

beda potensial saat itu disebut potensial henti.

Hasil percobaan tersebut menunjukkan bahwa :

1. Makin besar intensitas cahaya, semakin banyak

elektron-elektron yang diemisikan.

2. Kecepatan elektron-elektron yang diemisikan hanya

bergantung kepada frekuensi cahaya, makin besar

frekuensi cahaya makin besar pula kecepatan elektron

yang diemisikan.

3. Pada frekuensi cahaya yang tertentu (frekuensi batas)

emisi elektron dari logam tertentu sama

Manfaat Efek Fotolistrik

Manfaat efek fotolistrik digunakan sebagai prinsip

dasar pembuatan piranti fotonik dan piranti detaktor cahaya.

Berbagai manfaat efek fotolistrik dalam kehidupan sehari-hari

diantarnya,

1. Sel Surya

Pemanfaatan efek fotolistrik digunakan sebagai prinsip

utama sel surya untuk membangkitkan arus listrik dari cahaya

matahari. Efek fotolistrik muncul ketika cahaya tampak atau

radiasi ultraviolet jatuh ke permukaan benda tertentu. Cahaya

24


atau radiasi mendorong elektron terlepas dari permukaan benda

tersebut.

Elektron akan terlepas, ketika cahaya yang menerpa

permukaan benda memiliki frekuensi diatas nilai ambang

tertentu. Elektron tidak akan terlepas, ketika frekuensi dibawah

nilai ambang. Terlepasnya elektron tidak dipengaruhi dari

banyaknya sinar yang menerpa.

Gambar Sel Surya dan sistem kerjanya

www.prinsipkerjaplanelsurya.com

2. Kamera CCD (Charge Coupled Devices)

Kamera Charge Coupled Devices atau kamera CCD

adalah sebuah sensor untuk merekam gambar. Pembuatan alat

ini juga menggunakan prinsip efekfotolistrik. Hebatnya

meskipun alat ini sangat kecil tetapi mempunyai kemampuan

mengubah citra yang dikehendaki menjadi data-data eletronik.

25


Kamera CCD

www.wikipedia.org

Peralatan elektronik yang menggunakan kamera CCD

diantara barcode reader, kamera handphone, kamera vidio dan

lain-lain.

Gambar Barcode Reader

www.megakomputama

26


3. Fototransistor

Fototransistor adalah transistor yang dapat mengubah

energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat internal.

Fototransistor bermanfaat sebagai sensor cahaya berkecepatan

tinggi. Fototransistor dapat membaca komunikasi serat optik

dengan transmisi sebesar 40 gigabit perdetik.

Fototransistor dapat mengubah energi matahari menjadi

energi listrik melalui efek fotolistrik internal. Sebuah

semikonduktor yang disinari dengan cahaya tampak akan

memisahkan elektron dengan hole. Kelebihan elektron di satu

sisi yang disertai dengan kelebihan hole di sisi lain akan

menimbulkan beda potensial yang jika dialirkan menuju beban

akan mengalirkan arus listrik.

Fototransistor umumnya dikemas dalam bentuk

transparan pada area dimana fototransistor tersebut menerima

cahaya. Berikut ini adalah gambar fototransistor

Gambar Fototransistor

http://www.arqhys.com

27


4. Tabung Foto Pengganda (Photomultiplier Tube)

Tabung foto Pengganda merupakan alat yang dapat

digunakan untuk mengamati spektrum radiasi elektromagnetik.

Tabung ini mempunyai efisensi yang sangat tinggi dan mampu

mendeteksi foton tunggal. Gambar tabung foto pengganda

dapat dilihat pada gambar.

Gambar Tabung Foto Pengganda

http://ramliyana-fisika.blogspot.co.id

Dengan menggunakan tabung ini, kelompok peneliti

Superkamiokande di Jepang berhasil menyelidiki massa

neutrino. Selain itu, alat ini dapat dimanfaatkan untuk tujuan

spektroskopi melalui peralatan yang bernama photoelectron

spectroscopy atau PES sinar-X.

28


Spektroskopi Fotoelektron Sinar-X (XPS XSAM HS)

http://www.ukm.my

5. Proses Dubbing Film

Suara dubbing film direkam dalam bentuk sinyal optik

disepanjang pinggiran keping film. Pada saat film diputar,

sinyal ini dibaca kembali melalui proses efek fotolistrik dan

sinyal listriknya diperkuat dengan menggunakan amplifier

tabung sehingga menghasilkan film bersuara.

Gambar

Dubbing Film

http://ramliyana-fisika.blogspot.co.id

29


BAB III

TEORI RELATIVITAS KHUSUS

Ide teori relativitas khusus berasal dari masalah optik

pada benda-benda yang bergerak. Cahaya merambat dalam

lautan eter dan bumi bergerak dalam lautan eter yang sama.

Oleh karena itu, eter harus bisa diamati dari bumi. sampai saat

itu, Einstein belum menemukan bukti pengamatan aliran eter

Hal ini mendorong Einstein untuk membuktikan aliran eter

relatif terhadap Bumi.

Keinginan Einstein melakukkan percobaan untuk

mengukur kecepatan Bumi bergerak melintasi eter. Saat itu

Einstein tidak meragukan eksistensi eter sertagerakannya.

Einstein hanya mengharapkan kemungkinan pengamatan pada

perbedaan kecepatan cahaya yang bergerak searah dengan

gerakan bumi dan cahaya yang bergerak berlawanan.

30


Ide percobaan ini dapat teramati dengan menggunakan

termokopel untuk mengukur perbedaan panas atau energinya.

Ide semcam ini mirip dengan percobaan Albert Michelson.

Hasil percobaan ini menunjukkan hasil nihil (null-result).

Einstein mengatakan bahwa jika hasil nihil tersebut diterima,

hal ini akan mengantarkan kita pada kesimpulan bahwa

pandangan tentang bumi yang bergerak di dalam eter adalah

salah.

Sejak saat itu, Einstein meyakini bahwa bumi bergerak

mengelilingi matahari maka gerakannya tidak pernah dapat

dideteksi dengan eksperimen yang menggunakan cahaya. Hal

ini yang menarik Einstein menuju teori relativitas khusus.

Pada saat itu juga, para ilmuan masih merasa bingung

dengan teori medan elektromagnetik Faraday yang

dikembangkan oleh Maxwell. Sumber kebingungan tersebut

adalah eter sebagai zat perantara gelombang elektromagnetik.

Sebagi medium rambat gelombang elektromagnetik, eter

mempunyai sifat yang sulit dibayangkan secara fisika,

miskipun dapat dijelaskan secara matematis. Seharusnya, eter

bersifat sebagai zat padat karena cahaya adalah gelombang

transversal. Dimana gelombang transversal tidak dapat

merambat dalam medium fluida.

Akan tetapi, pada saat itu para ilmuan masih menerima

eori eter yang sangat halus sehingga tidak menghambat bumi

yang bergerak di dalamnya. Oleh karena itu, slah satu

tantangan utama fisika pada masa irtu adalah menjernihkan

pemahaman tentang eter sesuai dengan persamaan Maxwell.

31


Persoalan dalam konteks ini adalah kecepatan cahaya.

Dalam teori Maxwell, adalah kecepatan pengamat yang

bergeming dalam eter.

Pada tahun 1880, Albert Abraham Michelson dan

Edward Willliams Morley menyelidiki ketrgantungan

kecepatan cahaya terhadap kecepatan pengamat. Gagasan

meraka adalah membandingkan kecepatan cahaya di dua arahh

yang berbeda, pada posisi siku-siku. Jika kecepatan cahaya

bernilai tetap relatif terhadap eter, maka pengukuran

seharusnya mengungkapkan kecepatan cahaya yang berbeda-

beda, tergantung arah gerak cahaya. Tetapi Michelson dan

Morley tidak mendapat perbedaan.

Hasil percobaan Michelson-Morley jelas bertentangan

dengan model gelombang elektromagnetik yang bergerak

melalui eter, dan seharusnya model eter ditinggalkan. Namun

tidak ada yang benar-benar berani menyimpulkan bahwa eter

tidak ada.

Ahli fisika Belanda Hendrik Antoon Lorentz

menawarkan penjelasan untuk penemuan Michelson dengan

mengandaikan adanya seutas gaya antara molekul yang bekerja

searah dengan eter. Gaya ini. menurut Lorentz, secara fisik

dapat memendek salah satu kaki alat pengukuran Michelson.

Oleh karena itu, kecepatan cahaya akan terukur sama ke semua

arah terhadap arah eter, walaupun menurut lorentz sebenarnya

berbeda.

Walaupun demikian ternyata saran Lorentz masih

melanggar mekanika Newton di beberapa hal. Poincare tahu

32


persoalan ini tapi meyakini kebenaran anjuran Lorentz. Ia

menekankan perlunya menuju kenisbian murni.

Dari sinilah awal lahirnya teori relativitas Einstein.

Einstein mengembangkan penyelesaian usulan Poincare.

Einstein memulai dengan menpublikasikan dua postulat. Hal

ini tentu menyelamatkan persamaan Maxwell, sementara

pengertian Newton tentang ruang-waktu mulai tersingkir.

Walaupun demikian, pada kecepatan rendah penyelesaian

mendekati hasil hitung mekanika klasik Newton.

Untuk mendapatkan penyelesian itu, Einstein tidak

memasukkan pembenaran pada teori lama, tapi justru

mengubah pengertian ruang, waktu dan massa serta membuat

segakanya relatif terhadap kecepatan kerangka.

Postulat Teori Relativitas Khusus

Ide utama Einstein untuk memecahkan masalah ini

adalah berkenaan dengan konsep waktu. Einstein mengatakan

bahwa waktu tidak boleh didefinisikan a priori sebagai suatu

realitas absolut. Waktu haruslah berantung pada kecepatan

sinyal. Masalah besar ini dapat diselesaikan dengan konsep

baru tentang waktu. Dalam waktu lima minggu, Einstein dapat

menyelesaikan teori relativitas khusus setelah pemuan tersebut.

Einstein mengeluarkan teori relativitas khusus dengan

dua postulatnya. Postulat Petama menyatakan bahwa hukum

fisika fundemental sama bagi seluruh pengamat yang bergerak

33


dengan kecepatan tetap relatif terhadap satu sama lain. Postulat

kedua menyatakan bahwa kecepatan cahaya tidak bergantung

pada gerakan sumbernya.

Perumusan Einstein

Tiga bulan setelah Einstein mempublikasikan makalah

tentang teori relativitas khusus, Ia kembali mempublikasikan

maklah berjudul“Does the Inertia of a Body Depend on Its

Energy Content?”. Dalam makalah ini, Einstein mendeduksi

teori dari postulat sebelumya. Dengan memadukan teori

Maxwell dan teori relativitas, Einstein memulainya dengan

eksperimen imajiner. Einstein menghitung sifat dua denyut

cahaya yang dipancarkan ke arah yang berlawanan oleh benda

diam. Lalu, Einstein menghitung sifat denyut cahaya itu saat

diamati dari kerangka referensi yang bergerak. Dengan itu,

Einstein menghasilkan persamaan yang menentukan hubungan

antara kecepatan dan massa.

Einstein menulis persamaan itu dengan,

Energi sama dengan massa kali kuadrat kecepatan cahaya.

Dengan menggunakan kecepatan cahaya yang sangat

besar. Saat kita mengkuadratkan kecepatan cahaya tersebut,

energinya juga akan semakin besar. Dengan itu, materi yang

34


sangat kecil jika diubah menjadi energi seluruhnya akan

memiliki kekuatan yang sangat besar.

Salah satu contoh Peristiwa bom Hiroshima dan

Nagasaki. Bom atom uranium jenis bedil mampu

menghancurkan kota Hiroshima. Bom ini menewaskan 90.000-

146.000 jiwa. Tiga hari setelah itu bom plutonium jenis

implosi meluluhlantakkan kota Nagasaki. Korban sebanyak

39.000-80.000 jiwa.

bom atom di langit Hiroshima (kiri) dan Nagasaki (kanan)

https://id.wikipedia.org/wiki/Pengeboman_atom_Hiroshima_dan_Nagasaki

Manfaat Teori Relativias Khusus

Teori Relativitas Khusus, meskipun sangat sulit

diterima secara rasional. Akan tetapi, mempunyai manfaat

yang bisa kita rasakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti

Aplikasi GPS, Ledakan Supernova, Emas dan Merkuri. Benda-

35


benda tersebut sebenarnya belum sepenuhnya menggunakan

terori relativitas khusus, hanya prinsipnya menyerupai teori

relativitas khusus

1. GPS ( Global Postioning System)

GPS adalah sistem navigasi menggunakan satelit yang

didesain agar dapat mengetahui posisi tempat suatu tempat

secara cepat. Baik posisi tempat kita saat ini atau posisi tempat

lain yang kita inginkan.

GPS terdiri dari tiga bagian penting yang saling

berhubungan. Ketiga bagian itu adalah bagian pengguna,

bagian angkasa dan bagian kontrol. Pada bagian ruang angkasa,

sistem navigasi GPS terdiri beberapa satelit. Untuk saat ini, ada

sebanyak 24 satelit yang memancarkan sinyal ke bumi yang

ditangkap oleh alat penerima sinyal pada bagian kontrol.

Kemudian dapat diakses oleh pengguna.

Prinsip teori relativitas khusus digunakan sebagai dasar

pembuatan satelit di ruang angkasa. Meskipun satelit tersebut

belum menggunkan kecepatan cahaya, namun satelit ini

mampu memberikan sinyal ke stasiun di bumi dengan sangat

cepat.

36


Gambar sirkulasi GPS

https://indocropcircles.files.wordpress.com/2015/04/how-gps-works-

triangulate.jpg

Stasiun di bumi termasuk GPS akan mengalami

percepatan yang lebih tinggi, karena pengaruh satelit di ruang

angkasa. Agar akurat satelit menggunakan jam yang memiliki

keakuratan tinggi dengan hitungan nanodetik. Karena setiap

satelit berada pada ketinggian 20.300 km di atas bumi dan

bergerak sekitar 10.000 km/jam. Sehingga terdapat dilatasi

waktu relativistik pada jam sebanyak 4 mikrodetik setiap

harinya. Ditambah dengan efek gravitasi menjadi 7 mikrodetik.

GPS ini dapat ditemukan pada pesawat, mobil dan

Smatrphone. Pada Smartphone dapat kita gunakan dibeberapa

aplikasi, seperti; facebook, twitter dan Google Maps.

37


2. Supernova

Supernova

https://wall.alphacoders.com/big.php?i=704641

Bintang yang telah habis masa hidupnya, biasanya akan

melakukan supernova. Supernova adalah ledakan dari suatu

bintang digalaksi yang memancarkan energi lebih banyak

daripada nova. Cahaya bintang yang mengalami supernova

akan tampak lebih cemerlang ratusan juta kali dibanding

sebelumnya. Sebelum sebuah bintang mengalami ledakan

supernova, bintang tersebut akan melepaskan energi yang

setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari

seumur hidupnya. Ledakan ini meruntuhkan sebagian besar

material bintang dengan kecepatan 30.000 km/s atau 10%

38


kecepatan cahaya dan melepaskan gelombang kejut yang

mampu memusnahkan medium antar bintang.

Supernova ada karena efek relativistik mengatasi efek

kuantum dalam inti bintang cukup besar, yang memungkinkan

tiba-tiba meledak karena beratnya sendiri sampai menjadi

bintang neutron yang jauh lebih kecil dan lebih keras.

Dalam sebuah supernova, lapisan luar dari runtuhnya

bintang turun ke inti, dan menciptakan ledakan raksasa

menciptakan unsur yang lebih berat dari besi. Bahkan, hampir

semua elemen berat kita kenal terdapat dalam supernova.

Jika relativitas tidak ada, bahkan bintang-bintang yang

paling besar akan mengakhiri hidup mereka sebagai bintang

kerdil putih, tidak pernah meledak.

3. Emas

Kita sering menjumpai beberapa logam terlihat

mengkilap, meskipun ada logam yang tidak mengkilap. Logam

yang mengkilap disebabkan karena elektron dalam atom

melompat dari tingkat energi atau rbital yang berbeda. Foton

yang mengenai logam akan diserap dan dipancarkan kembali,

meskipun panjang gelombang lebih panjang.

Emas merupakan atom berat, sehingga elektron

bergerak cepat. Dari gerakan tersebut, elektron mengalami

peningkatan masa relativistik signifikan dan kontraksi panjang.

Akibatnya, elektron berputar di sekitar inti dalam jalur yang

lebih pendek dengan momentum lebih. Elektron dalam orbital

39


membawa energi yang lebih dekat dengan energi elektron

terluar, dan panjang gelombang yang bisa diserap dan

dipantulkan lebih panjang.

Gambar emas mengkilap

http://specindo.com/update-terbaru-harga-emas-24-karat/

Panjang gelombang cahaya menunjukkan bahwa

beberapa cahaya tampak yang biasanya tercermin akan diserap.

Dalam kasus emas, ketika cahaya akan diserap dan

dipancarkan kembali panjang gelombang menjadi lebih lama.

Itu berarti campuran gelombang cahaya yang kita lihat

cenderung memiliki lebih sedikit biru dan ungu di dalamnya.

Hal ini membuat emas tampak kekuningan karena cahaya

kuning, oranye dan merah yang merupakan cahaya dengan

panjang gelombang lebih panjang dari biru.

40


Efek relativistik pada elektron emas juga merupakan

salah satu alasan bahwa emas tidak mudah beeaksi dengan

mudah. Sehingga tidak mengalami korosi

4. Merkuri

Merkuri lebih cepat meleleh

http://global.liputan6.com/read/2142148/8-bukti-teori-relativitas-einstein-

dalam-kehidupan-nyata

Mirip dengan emas, merkuri juga merupakan atom

berat, dengan elektron dekat pada inti. Sehingga mengalami

peningkatan pada massa dan kecepatannya. Ikatan antara atom

pada merkuri sangat lemah, sehingga merkuri meleleh pada

suhu rendah dan terlihat cair ketika mlihatnya.

41


BAB IV

TEORI RELATIVITAS UMUM

Langkah pertama Einstein menuju teori relativitas

umum muncul setelah dua tahun ia mempublikasikan teori

Relativitas khususnya. Ide ini muncul dengan cara yang

berbeda. Einstein merasa tidak puas dengan teori relativitas

khusus. Karena teori relativitas khusus hanya terbatas pada

gerak relatif dengan kecepatan konstan dan tidak untuk gerak

secara umum.

Saat itu, Einstein diminta oleh Johannes Stark untuk

menulis ulasan tantang hasil eksperiman teori relatifitas

khusus. Einstein mulai menyadari bahwa teori relativitas

khusus dapat diterapkan pada semua fenomena alam kecuali

gravitasi.

42


Einstein tidak dengan mudah menemukan teori

relativitas umum. Einstein merasa frustasi denngan fakta

bahwa meskipun teori relativitas khusus memberikan relasi

yang sempurna antara kelembaman dan energi. Sedangkan

untuk relasi antara kelembaman dan berat (inersia dan sistem

gravitasi) belum tersentuh.

Suatu hari, saat Einstein sedang duduk di Kantor Paten

Swiss di Bern. Muncul ide dalam benak Einstein bahwa

seseorang yang jatuh bebas tidak akan mengetahui berat

badannya. Ide ini mendorong Einstein berfikir tentang teori

gravitasi.

Einstein kembali berfikir ”seseorang yang jatuh bebas

akan mempunyai percepatan”. Pengamatan yang dilakukan

oleh orang ini sebenarnya dilakukkan pada sistem dipercepat.

Einstein memutuskan untuk memperluas prinsip relativitas

dengan memasukkan percepatan. Einstein juga berharap

dengan menggeneralisasikan teori ini, ia bisa memecahkan

masalah gravitasi.

Hal ini disebabkan oelh fakta bahwa orang yang jatuh

bebas tidak merasakan berat badannya akibat adanya medan

grafitasi lain yang menghilangkan medan grafitasi bumi.

Dengan kata lain , setiap benda yang dipercepat membutuhkan

medan gravitasi baru.

Selama delapan tahun Einstein menghabiskan untuk

menurunkan relasi yang nyata. Sebelumnya Einstein hanya

menemukan potongan-potongan dasar teori relativitas umum.

43


Ernest Mach juga mengklaim prinsip ekivalen antara

sistem-sistem yang dipercepat. Tetapi hal ini tidak cocok

dengan geometri biasa. Hal ini disebabkan karena jika sistem-

sistem semacam ini diizinkan, maka geometri Euclidian tidak

berlaku di setiap sistem. Menjelaskan hukum fisika tanpa

geometri sama saja dengan menjelaskan suatu pemikiran tanpa

kata-kata.

Masalah ini belum terselesaikan hingga tahun 1912.

Pada tahun itu, Einstein menyadari bahwa teori permukaan

Karl Friedrich Gauss dapat menjadi dasar untuk memecahkan

masalah tersebut.

Einstein menceritakan masalah ini kepada teman ahli

matematika Marcel Grossmann. Marcel Grossmann membantu

Einstein mencarikan referensi matematika. Dari sini, Einstein

belajar hasil karya Curbostro Ricci dan beberapa makalah

Riemann. Einstein memulai penyelidikan untuk bisa

merumuskan persamaan gravitasi dengan mengguankan teori

Riemann. Penyelidikan ini menghasilkan banyak kesimpulan

yang bertentangan.

Dua taun setelah itu, Einstein masih memutar otak

untuk memecahkan masalah ini. Einstein menemukan

kesalahan pada perhitungan sebelumnya. Dan Einstein kembali

menggunakan persamaan gravitasi yang benar berdasarkan

teori invarian. Setelah dua minggu, ia dapat menemukan

jawabannya.

Tahun 1915, Einstein mulai mengerjakan problem

kosmologi. Riset yang dilakukkan Einstein menyangkut

44


geometri dan waktu jagad raya. Riset ini didasarkan pada

pembahasan syarat bebas teori relativitas umum dan argumen

kelembaman Mach. Einstein mencoba membuat syarat batas

persamaan gravitasi menjadi invarian dan dapat menyelesaikan

masalah kosmologi.

Hasil dari pemikirian tersebut adalah kelembaman

muncul sebagai satu sifat relatif di antara materi dan haruslah

lenyap jika tidak ada benda lain yang berinteraksi dengannya.

Hukum Gravitasi Einstein

Sebelumnya telah dijelaskan tetang teori relativitas

khusus. Dalam teori relativitas khusus, Einstein menetapkan

bahwa hukum fisika sama untuk semua pengamat non

percepatan dan kecepataan cahaya tidak dipengaruhi oleh

pengamat. Akibatnya, ia menemukan ruang dan waktu yang

terjalain ke sebuah kontinum tunggal yang dikenal sebagai

ruang dan waktu. Peristiwa yang terjadi pada saat yang sama

untuk satu pengamat bisa terjadi pada waktu yang berbeda

untuk pengamat lain.

Dalam teori relativitas umum, Einstein menggambarkan

gravitasi sebagai hasil dari melengkungnya ruang dan waktu

karena adanya benda bermassa. Ketika benda-benda bermasa

bergerak dipercepat, kelengkungan ruang waktu disekitarnya

akan berubah. Perubahan kelengkungan ini merambat

sumbernya sebagai suatu gelombang yang menghasilkan

45


distorsi geometri ruang-waktu. Gelombang ini yang disebut

gravitasi yang merambat dengan kecepatan cahaya.

Teori Einstein relativitas umum memprediksi bahwa ruang-waktu

http://kutuitanyung.blogspot.co.id/2014/05/teori-relativitas-umum-einstein-

bungkam.html

Kita dapat membayangkan gelombang gravitasi dengan

cara membentangkan selembar kain berbentuk persegi yang

setiap sudutnya diikatkan pada tiang. Letakkan sebuah

kelereng di tengahnya, kain tersebut akan terlihat melengkung.

Selanjutnya, lemparkan sebuah kelereng yang lain sehingga

menumbuk kelereng pertama, kita dapat melihat riak-riak kain

yang menjelar ke sekelilingnya. Dalam sekla kecil, riak-riak

pada kain dapat dianggap permisalan gelombang gravitasi.

Kain sendiri merepresentasikan kelengkungan ruang dan

waktu.

46


Bukti-Bukti Hukum Gravitasi Einstein

Teori Relativitas telah sukses menjelaskan banyak

fenomena alam. Beberapa fenomena alam yang diprediksi

membelokkan ruang-waktu.

1. Peubahan Orbit Merkurius

Orbit Merkurius bergeser secara bertahap dari waktu ke

waktu, karena besarnya kelengkunagan matahari.

Bahkan, bisa jadi dalam waktu beberapa milyar tahun

bisa bertabrakan dengan bumi.

2. Gravitasi pergesaran sinar merah

Radiasi elektromagnetik dari suatu objek ditarik keluar

sedikit dari medan magnet. Pikirkan gelombang suara

yang berasal dari sirene pada kendaraan darurat,

sebagai kendaraan bergerak ke arah pengamat,

gelombang suara yang dikompresi tetapi seperti

bergerak jauh. Hal ini dikenal sebagai efek Doppler.

Fenomena yang sama terjadi dalam gelombang cahaya

yang terjadi pada semua frekuensi. Pada tahun 1959,

dua fisikawan Robert Pound dan Glen Rebka,

menembak sinar gammma besi radioaktif pad sebuah

sisi menara di Harvard University dan menemukan

hasilnya menjadi tidak tepat dari frekuensi sinar gama

karena distorsi yang disebabkan oleh gravitasi.

3. Cahaya di sekitar sebuah objek yang masif. , seperti

lubang hitam, dibengkokkan, menyebabkan ia betindak

sebagi lensa untuk hal-hal yang ada dibalik itu. Para

47


Astronom secara rutin menggunakan metode ini untuk

mempalajari bintang dan galaksi di balik benda-benda

hitam

48


GLOSARIUM

Aneurisma Aorta Abdominal : penonjolan pembuluh darah

utama yang membawa darah dari jantung ke organ

Beda Potensial Ambang : besarnya beda potensial tepat pada

saat elektron-elektron akan meninggalkan katoda

Cahaya Monokromatik : cahaya yang hanya terdiri atas satu

warna dan satu panjang gelombang.

Eksperimen Imajiner : Percobaan pemikiran, percobaan yang

dibayangkan untuk menyelidiki sesuatu.

Elektromagnetisme : cabang fisika tentang medan listrik dan

medan magnet

Emisi : energi atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu

kegiatan yang masuk atau dimasukkannya ke dalam udara yang

mempunyai atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur

pencemar. Emisi dapat di analogikan sebagai pancaran

Energi Ambang : energi minimal yang diperlukan elektron

untuk naik menuju orbital yang lebih tinggi

Gelombang Elektromagnetik : gelombang yang dapat

merambat walau tidak ada medium.

49


Gerak Brown gerakan terus menerus dari suatu partikel zat

cair ataupun gas.

Gerak Relatif gerak yang terjadi apabila suatu benda yang

bergerak terhadap benda tertentu, namun belum tentu bergerak

terhadap benda lainnya

Konduksi Panas : penjalaran kalor tanpa disertai perpindahan

bagian-bagian zat perantaranya.

Kuantum Cahaya, Foton : partikel elementer dalam

fenomena elektromagnetik. Biasanya foton dianggap sebagai

pembawa radiasi elektromagnetik, seperti cahaya, gelombang

radio, dan Sinar-X.

Medan Magnet : daerah di sekitar magnet yang menyebabkan

sebuah muatan yang bergerak di sekitarnya mengalami suatu

gaya

Partikel Koloid : campuran zat heterogen antara dua zat atau

lebih dimana partikel-partikel zat koloid tersebar merata dalam

zat lain

Persamaan Maxwell : himpunan empat persamaan diferensial

parsial yang mendeskripsikan sifat-sifat medan listrik dan

medan magnet dan hubungannya dengan sumber-sumbernya,

https://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_diferensial_parsial


https://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrik

https://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnet

50


muatan listrik dan arus listrik, menurut teori elektrodinamika

klasik.

https://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrik

https://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektrodinamika_klasik&action=edit&redlink=1


51


DAFTAR PUSTAKA

Buku

Ade Ernawati. 2014. Teori Relativitas Khusus Einstein.

Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga

Arya Wardhana, Wisnu. 2008. Al Qur’an dan Teori Einstein :

Melacak Teori Einstein dalam Al Qur’an. Yogyakarta: Pustaka

Pelajar

Betrand Russell. (2009). Teori Relativitas Einstein. (Terjemah

Dariyatno). Kota: penerbit asli. (Buku asli diterbitkan pada

tahun 2000)

Joseph Schwartz. (2001). Mengenal Einstein For Beginners.

(Terjemah Ciptadi Sukono). Cambridge:Icon Book. (Buku asli

diterbitkan pada tahun 1992)

Robert Resnick. Misconceptions about Einstein. Jurnal of

chemical Education. Vol. 58, No. 12, desember 1988

(Departemant of physics at renselaer Polytachnic, 1980), 854-

862.

Steve Jobs. 2013. Einstein: Kehidupan dan pengaruhnya bagi

dunia. : Banung Mizan, Mursid Wijanarko.

52


Sumber Internet

http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&111717

2665

http://uniqpost.com/57269/foto-foto-masa-kecil-albert-einstein/

http://atitastory.blogspot.co.id/2013/12/kisah-hidup-dan-

kematian-si-anak-jenius.html

http://fisikazone.com/teori-relativitas-einstein/

http://4.bp.blogspot.com/-

cvp0mGAdz80/UEGuYe0fj7I/AAAAAAAAEnA/SwTLV_5_

WFs/s320/feburita.blogspot.com+albertseinstein3.jpg

https://id.wikipedia.org/wiki/Peranti_tergandeng%E2%80%93

muatan

http://www.megakomputama.com/produk-576-barcode-reader-

as-6000.html#.WAA-ZclF3QI

http://elektronikakontrol.blogspot.co.id/2014/06/senor-

cahaya.html

http://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/05/efek-fotolistrik-

dan-penerapannya-dalam.html

http://www.ukm.my/instrumenppfg/?page_id=287

53


https://indocropcircles.wordpress.com/2015/04/22/ini-dia-8-

bukti-teori-relativitas-einstein-dalam-kehidupan-nyata/

https://www.aip.org/history/exhibits/einstein/

http://www.guruipa.com/2016/06/pengertian-gerak-dan-

macam-macam-jenis-gerak-serta-contoh-gerak-relatif-dan-

gerak-semu.html

54


Biografi Penulis

Nama : Nurul Falati

Alamat : Jetis Kalimas, RT 02 RW 01

Selopampang Temanggung, Jawa

Tengah

Pendidikan Formal :

SDN I Jetis

MTs Sunan Pandanaran

MA Sunan Pandanaran

Contact Person : 089682017159 (WA)

..roleprpn

grcZ roqruse6 91 lra4eIEoa

'uel8uequa>1rp Eued

4npord rxreqredtueru {n$m uapun8m 1ud"p ue{ueq e{es Euer( rru)plnsuru 'e,(us trederull

Golotqel uep sules

?{lslc us{ppued

8?0069r r

I1€t3d IunN sUIBN

!e1o unsnsp Eue[ qelsulg rrurrxrrued ]suJuBIA[ uep qeretegtrrufu8ue4 ru1ng edrueq {npoJd depuqrel rsBprIB uo[.rJequeru qu1e1 u,(us e/v\qeq ue4efduery

, ,o,." IJoeJ BIIsIC : uultqso) Eunplg\

z00 t zt@,02 9090286r :

c$IA['o1uemm4 o{Qf :

sgl[n)tBc

pnts ureford

WIN

- dIN

?IIIEN

' 'FI r{eirruq rp qBEtrBl "puuuoq

Eued efeg

NYYIYANUfl{ I\ruNS

I

+l

-t

*r

FF]3EE

FFU

tajFEU

-Xzlrl*rF-It

dta,FFIF,F1FhiIlH\J

rrg!wt-

XAFU

t!zo

z

,ifi

oFt

D:

A'

oo

8e

o(!'

o6-Fl

fE'

[OHf,A)

iii X' Fj5'd Ea(t"(!3

A'

L.=k

oaD l:ot5EE

rAqqo'*|l.^

;.i, Al

x 6)'6

(D<6A)

'o cr

EI FT

fr(:Y.4

b=

(D

oFt

F:

o(!A'oF9

oFt

A'o.trt

o1.,

CN

{l0

orD'

Or+Ft

ils'ay PE>XF

Q. r-i

ee;< A'6*B.IUlrD

t?l$t;

aA:HtA'

aoA'

sto.+

q)

oA)(h

o

o

F!o

a uq:PO.aiOLTHplv" aoX Ei* ocLotuiJ

x5Pf oc-H ts6.ts Egq' BB"A)P '6t,^ ..)E Fqg,-)d/o o-H.4 a2,.p xlr

2.t6F oclIE 813^ 5lr.pls

L. O li+

= J.la6 =lEE BI*D ua I'i,fr15E 3Ea*X En

atA'A craoaicr

A)

=.: v,

Ad€ts!rtr

o.F,

A'

t,ooFOoA'

o

A:

!-+

EtrooF!ATr39r

oa1A,

A,

9r

oF

p !r.SSo ]s!-

V E.F' ,_ ry F'

BE IgTE$Fg EEs-ar; FEE ?IF

? [rE[ efI slfg ETa' S.: i F-

Er+.vi -$s l[F$ EEl IEH.tr,^srtr*,f lt-^ h! . !,

E EEe pE(:.arriFtoi : 5(D aFa €

EF'AEqaiArf

O { o\ UT

lE:tE 3*l*g *l=clsi -rli: trl--l5rIEElut iloN,6:rD'o

:1

o

es:

IElia

t6la-l(!ltE'l-lallq)l5l-lxlcl,.lo:Irr

t;IH

a= a t< : n!FdP IP: fIi: F8r* f e lgi

$n BI==,. L $'

E; IHTfi E IT: }rI FHrr Fpp lE-tL.gVILgr lF

he 15F6 l'

3x tgl^r

;*lPAvt+N=ls')t!

IJ*r lso.;, 15>1 ='.

lD)69UH-- ldlo o lo-5 0q l;-'a, lo-

0rg Fr lcA) lq,+s lx-, iE llt

sd EgEItsH,-rie;.!" F i. !o r- F p. roR f; A F*

I E rdHilE+.8ExHEBEE:e

HEEi Iu-$g

[$#E ig:-- P cpa2il/.* - s8.d -c,HT- ''tEttE: E.E+$[

F'

0q

&oor,r'trt

do

r(D

A'

Et

E-Etri Sf :t[Es+ *H il[tgf'# EE $:sr$ rE $lE54 gI rfi

iElH ',.r

li

X$N iE€g Elre-E o :

Ba: aoi H

*& Pdif, H

Ba *HE 3.SB E.

E- rEH #Fl !: AifrPi

ot,aoleu)

F'

oo

oon

q)

A'

A)a.slaA)te

a(t,

"dc!>.

"!a!!q)a

d=

{?e.t8€-oEboEa! trl<RI3bl

5slr:dUOiE .Otsbrdc!Jg>

€gECNo=*Bz, 0).-'gHurFtrHSaa

kl

'ct

^9orHfli

.E. HI.E

i,+

€EtErr9

$?E-Yadclt!6 E.E

;tsg estrI 6g5.- E'!a+Jdo,Q+iatg,

$6l .rq)tr-!i.tl =Ed

I(!AH.t6J&-v.d

H(n

tr(!'j'A(!

,oE!(B.:vdhtr

.&

.d(,€'q, a:a.

=l "c,

Et 3;oECrrl .r Ll'El 63

.:ll. 'Q a-l .d '=El hd.=l .I l-FI Hs.=l -v'jt:I EEHtvgl E'P<l i"H$il .-*cr xl c '.xE{I gE

l: riBE

.E9gF

#i.r Gl3hEEEoSaoRI

E9tl q)re)ai

E&CI

?tO+JAU

;E $,HEs eELa*tr SEboE E'F,5 s EsE E i,:'s '3j; 2i e'Hge lE *.E 8.6YGIatXF otx

o\ cF{

t-lF{

'-'1---a

SURAT PERNYATAAN

Saya yang beftanda tangan di bawah ini,

Nama . : ID*AM 6Y*# AIAII4 .lltc -

Bidang Kealrlian : FlilH F'IPVFA

Menyatakan bahwa saya telah memberikan validasi terhadap produk berupa Buku Fengayaan

... yang disusun oleh,

Nama

NIM

Progran Studi

Fakultas

Harapan saya, masukkan yang saya berikanyang dikembangkan.

dapat digunakan untuk memperbaiki produk

Nurul Falati

I r690048

Pendidikan Fisika

Sains dan Teknologi

L-nAUH. fi4:fc,

0...{

*Gt

$,.r

$

*

\

-V$

il\

(,1'

Shq

S'.\$\

Q(|0.e.)(N\\\

E-e-$(-

.tJ

(Ir\

$${-\\r{Us$$-N s.

N(f

Nt\S -S

S

{$\(N r

t i',$a\\iF

*i$\o\()oA

$$$

z

?z.i f-{\;/ HZHfCa0rZ

)-l>) rnMc4;l ')Art l-lt-{

HAna

*zHAl;E'lHFrME-

HrCE-{ n{

hI ErEZ' l-{zeu4?a^A l+{r-l *(

Frl d'il !?1r lIl

;iaF(

tardl-I

;_-'l

\

\ \+

\

l{isGJ EN't+$

$t$t\$i*-$ ;$-k*'N.

s$-q$

,$Riq ',...

\--E$>s.\t\c\s

\ \,t'${{t

$ $$s

stc$$

$s

,(I\.

-t

.\\$,

\

8

NJ

\$\rt

$$NNA\ '\ \ct\U.i \\^

$

N{$dst.

-!. g

5 v N

--":sqtHh.

t$st$-u $

* *dsjt,o

t$}$$$

rtf\\;

-r$\

rts$ e$t $.$rt S

$'8 $

SURAT PERNYATAAN

Menyatakan bahwa saya tela[ memberikan validasi terhadap produk berupa Buku Pengayaan

@mi. *" kp fuLffitki n ?......... yang di susun or eh,

$ay4 yang bertanda tangan di bawah ini,

. Nonm4 not* RtfDeMo

, 1fr7069&otm?ten3

Bidang Keahlian : ftsil<q

a,;iisi;,

Nama

NIP

Nama

NIM

Program Studi

Fakultas

Nurul Falati

I 1690048

Pendidikan Fisika

Sains dan Teknologi

Harapan saya, masulkan yang saya berikan

yang dikembangkan.

dapat digunakan untuk memperbaiki produk

Yogyakata,A?., IJ.pt#g..zoValidator,

16

L

*

$il

P\-r

tpgtIG<lcJe$€\oskcel$sss"NE.s{N$

Z

ozrcF{,-)M)AAFt

Fr

AFl

l+{Fr{ilFEI

F{l-l&trlEl

=al-{F]l+{r*i

zEs,f-l

milrcF{ilne

aE]J

:i -'

i

t

!1

' ?.

_i;'i+-_-*:--.i;_SURAT PERNYATAAN

Saya yangbertanda tangan di bawah ini,

, l,V [GrtrPa , lA rd'Yt

: lo$o o4t9 eMglL 2 o 0 !

Bidang Keatrlian :

Menyatakan bahwa saya teQh menrberikan validasi terhadap produk berupa Buku Pengayaan

Yang disusun oleh,

\*uNIP

Nama

NIM

Program $tudi

Fakultas

Nurul Falati

r 1690048

Pendidikan Fisika

Sains dan Teknologi

Harapan saya, masu*kan yang saya berikan dapat digunakan untuk memperbaiki produk

yangdikembangkan.t

Yogyakarta, ................ ........201 6Validator,

ffibl1,K^ kargil. ^tM.lA't,.

arr t

!*-

--'' ;>*: -'-a -

tr5N(po(

sas.4a 6J€E : 3E< i se{L

E.= !-- l; & x--S "+-E? n s

v?<g3*55

C'dJ:R: h bP.i €s) S\s-s s&.( F€

L -E-5+Vtl_! s e-Jt{.} d_€ -a

f,\ts L,-t[

bS(sot\E-\

z,\)cs

f,d'

.e-- _tt$

S

-[ss-- -S--S3,€ -e\

sSc(<e

;4L -->s

-_sEv-sE(s ---s!

s3

(Z

J-1)

o

s\Eoss

=s

sasS

.g-

Ue_(g5s<).S

z

rt riV 7\zrr;_i FXd (AFqzl-- )-,{-VE{-(F- l-*)L'i!il

r-']rt F-(aqh;Zfr<ffi&rr"{V

E4 i-i

Frn3lFt/ F

F{ r-\ liiHZrsza<tzg3:/+\ l*i

E&E& r"l

mraar-'llitht

SURAT PERNYATAAN- =:-.--=€-+

+: -;r --l

,....-:.

.fr.*!

Saya yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Nuril Anwar, S.Pd.Si )

Instansi : PT. Bumi Aksara Jakarta Timur

Bidang Keahlian : Fisika & Editor Buku Sekolah

Y'*:*:: :i:: ::::::* :::::::::il,1J:?:ti:f:ffi pr'duk berupa Buku pe,gavaa'Il

Nama

NIM

Nurul Falati

I 1690048

Program Studi *r : Pendidikan Fisika

Fakultas : Sains dan Teknologi

Harapan saya, masukkan yang saya berikan dapat digunakan untuk memperbaiki produkyang dikembangkan.

Yogyakarta, 05 Desember 2016Validator,

Nuril,&war, S.Pd.Si.

'il

rl

l

F

- ..),.

* .']- '' ---'----6' --- -.-.:-

od

:

L(9

COr !.1t.(s

(g{tl

a{

oo

:-0)C)

atu

-o

ilc i,tu

,.i!- \J

t^\ =

co!-o-o(g -()

or-ut' u)

!

-o(s.V

CB

I

L.CB

-o(gbo

(c.Vc0

$a

(g-If

!--

a()

.OC)

bo

))L"

()oo-

I(dlclolaloog-

,4

l-Cg

t-CU

ECqboo.(g

OU)

(girJ

-\4D

I

z

r! iiZHilar-,r ZPEFlF1 ld,-/ Ll

FAMA T1,- AA.A FI,^\ J

nircx'r '. lrlFV.Fl

=HaA")H:3-t l*{HZ?sza<zEnA, I+J

E44EFE\=(€,FEI

i-I

,,{Bfir

- ;:.isiEEB:.- -,li;

.ib0CctrC:\c'oOcc(gXcd=!E\.!ln -r bo-c(i^c:c5

'r:Fcs.-Vca 9a :'66gt! O0 .-r

Cg-tru=ch=)-U;"i c) cB

''\Ho)lgy,.2 e o*= -v J.N^5 € aEE€ ; i-

L-L'=cioEG;i'A

f E ,E x$!Eg .2.v =.b;=t<cnSS;E 2 g f =-o5*i cg E 2 = c= --5 C a (s

di ;,^ a 50E; *gE*€E.E ;EEfr! GJi;= di 6 = XJ a.1

JL^.-.=(JJ-J_Cl=p-aF

a e e E , d 1:J;;od J X J.='=-O-OG7'=

xa;-o(gaigF a S,;2.,-6cat=S=='''.2'.,'c=EEEf-9,2

(rJ=.=-=e'a.= .o o='; ll = i -v,

P B AP #t e f =

r QE r r 'E , 6 -=

4GAEo +.oF goeeA=

-,4 .?)€ ::*,"rQP 'aadr'i:Fno$

= 1, !-:

=, clv

'!*-X"JF6

>-E =dt-d ^fi

c,r:& 1*

g^J

i ri Li,a 4.2 =-sitb.oCG3& a- Cr a - a\-gJ

t<c.)O.oU)

.v

(Btr

JIdodo.(B

(A

(g

-v(g

-oo0

coo

oa)

CB

rtJI

CO

tvU)

}ZC)Lro

-Vcd

oCB

d

oo3-Oa),_ d

'= -v-()15g-oCg 5J]'J) -

(tr

()(u^ -:Z

lu

=a

7tPOCB

SURAT PERP{YATAAN

Saya yangbertanda tangan di bawah ini,

Nama

NIP

Bidang Keahlian

: JoKo (I,*ooto, M.rs

t9g0p Zlb"t&gw r o0Z

, tflit a .[eafi

I -'-it:,:.:

Menyatakan batrwa say'a telah memeriksa kembali buku pengayaan tentang Peinikiran Alberl

Einsteih, dan sayi menyatakan bahwa buku pengayan ini layak digunakan sebagai buku

bacaan untuk siswa sekolah menengah.

Yogyakarta: ;.....r......... .,,...,.2017

Validator,tffib

NIP

*{}t4

rfi.

LAMPIRAN 5

Data Perbaikan

dan

Alasan Perbaikan

106

Lampiran 5.1 Data perbaikan dan alasan Pebaikan Ahli Materi

Lampiran 5.1.a Data Perbaikan dan alasan perbaikan BAB I

DATA DAN ALASAN PERBAIKAN BUKU PENGAYAAN

AHLI MATERI

BAB I (Albert Einstein)

Hal Saran Perbaikan Perbaikan Alasan

3 Mengubah nama panggilan “ Einstein”

menjadi Albert

Menambahkan nama panggilan Albert

Einstein menjadi 2 yaitu Albert dan

Einstein

1. Nama Einstein lebih terkenal

2. Dalam Buku Albert Einstein (Kehidupan dan Pengaruhnya)

disebutkan bahwa Albert adalah nama panggilannya saat kecil,

Sehingga penulis nenyebutkan kedua nama tersebut Albert dan

Einstein sebagai nama panggilan

10 Menghapus kalimat yang menunjukkan

Einstein selalu mendapatkan peringkat

pertama

Mengganti kalimat peringkat pertama

dengan juara kelas di SD

1. Dalam buku Einnstein (Pengaruh dan Kehidupan tertulis Einstein

selalu mendapatkan nilai tertinggi dan mendapatkan juara pertama (

peringkat pertama)

13 Menambah istikah Gedanken

Experiment

Menambahkan kalimat Gedanken

Experiment

1. Gedanken Experiment merupakan nama lain dari eksperimen

imaginer

2. Kata ini untuk menambah informasi kepada pembaca dan tidak

mememberatkan katika membaca karena telah dijelaskan

sebelumnya

3. Kata Gedanken Experiment juga dituliskan dalan glosarium

Beberapa kesalahan ketik

1. ....Dalam makalah seharusnya ....

Dalam makalah ini,...

2. Einstein mengembanagkan makalah

gerak brownian ... seharusnya gerak

Brownian

Memperbaiki penulisan kata yang salah

ketik serta mengubah sesuai dengan

EYD yang berlaku

Perbaikan tulisan yang salah telah dilakukkan sebelum merubah susunan

buku dengan harapan supaya tidak ada lagi kesalahan penulisan kata.

107

3. ... bahwa suatu partilek seharusnya

bahwa suatu partikel

4. .... Pendapat ini dapat dibukyikan...

seharusnya dibuktikan

5. Einstein menjelaskan teori

relativitas khusus dengen ...

seharusnya dengan

Mengapa tidak ada pembahasan khusus

untuk gerak browian?

Tidak membahas gerak Brownian

secara khusus

1. Bukan merupakan penemuan teori yang bisa merubah dunia

2. Einstein hanya mengembangkan teori dari penemuan Robert Brown

18 ... Perubahan kelelengkungan ini

merambat sumbernya sebagai suatu

gelombang yang menghasilkan distorsi

geometri ruang-waktu

Saran : kata merambat sumbernya tidak

jelas maknanya. Sebaiknya ditambah

penjelasan lebih lanjut

Mengganti kalimat tersebut dengan

kaliamt yang mudah difahami

1. Agar mudah difahami dengan menggunakan bahasa yang tidak

ambigu

18 Hal 18 : Akhir Hayat

.... ditaburkan di sungai Deleware

Saran : sebaiknya ditulis lengkap sungai

Deleware

Sungai Deleware, Amerika Serikat Sungai deleware merupakan salah satu sungai di sepanjang Amerika

Serikat

108

Lampiran 5.1.b Data Perbaikan dan alasan perbaikan BAB II


AHLI MATERI

BAB II ( Efek Fotolistrik )


Hal

21

... terutama penemuan hukum efek

fotolistrik

Saran :

1. Sepemahaman saya efek

fotolistrik adalah ‘peristiwa’

bukan hukum.

2. Einstein bukan penemu efek

fotolistrik tetapi Einsteinlah

yang memberikan penjelasan

terhadap peristiwa efek

fotolistrik yang tidak bisa

dijelaskan oleh teori fisika pada

saat itu

Mengganti kata hukum efek fotolistrik

menjadi periatiwa fotolistrik

1. mengikuti saran validator ahli materi untuk mengganti Hukum

menjadi peristiwa dengan alasan yang sama

2. Sebenarnya dalam buku Einstein kehidupan dan pengaruhnya

menyebutkan sebagai hukum efek fotolistrik, tetapi dalam buku

SMA menyabutnya sebagai peristiwa Efek fotolistrik, supaya

tidak ada salah pemahaman penulis menggunkan kata peristiwa

Efek Fotolistrik

Hal

22

... Ketika katoda disinari dengan

ultraviolet ...

Saran menurut hemat saya sesuai

gambar 2.1 disinari dengan cahaya

monokromatis.

Mengganti kata ultraviolet menjadi

cahaya monokromatis

1. Sesuai dengan gambar 2.1 dimana gambar tersebut menunjukkan

cahaya monokromatis

2. Peristiwa efek fotolistrik menggunakan cahaya monokromatis

untuk menyinari logam,

3. Cahaya monokromatis adalah cahaya yang hanya terdiri dari satu

warna dan satu panjang gelombang, Sedangkan cahaya ultraviolet

merupakan salah satu contoh cahaya monokromatis

Penulis menggunakan mengganti kata cahaya ultraviolet menjadi

cahaya monokromatis agar penjelaan sesuai dengan gambar

...... ditunjukkan oleh amper meter

Saran: Arus listrik yang dihasilkan pada

Mengganti kata ampermeter menjadi

Galvanometer

1. Sesuai dengan gambar 2.1, tidak mengunakan amper mater tetapi

menggunakan galvanometer

109

peristiwa efek fotolistrik amat sangat

kecil sehingga alat ukur yang tepat

adalah galvometer, seperti pada Gambar

2.1

2. Arus listrik yang dihasilkan pada efek fotolistrik sangat kecil

sehingga alat ukur yang tepat adalah galvanometer

3. Sebenarnya galvanometer dengan ampermeter sama-sama alat

ukur kuat arus listrik, tetapi galvanometer berfungsi untuk

mengukur kuat arus listrik pada rangkaian yang relatif kecil

Hal

24

Sebaiknya dijelakan prinsip kerja

piranti-piranti yang disebutkan

berdasarkan efek fotolistrik, yaitu:

1. Sel Surya

2. Kamera CCD

3. Fototransistor

4. Fototransistor

5. Proses Dubbing Film

Penjelasan yang disebutkan

masih sangat minim dan belum

kelihatan dimana peran efek

fotolistrik

1. Menyebutkan Piranti-piranti sensor

cahaya dengan lebih jelas pada Sub

Bab kegunaan Efek Fotolistrik

2. Menjelaskan prinsip kerja piranti-

piranti

3. Menuliskan beberapa piranti dan

menghapuskan piranti serta

menambahkan piranti lain yang

termasuk sensor cahaya,

1. Piranti atau perkakas, peralatan, dalam istilah fisika biasanya

digunakan pada kelistrikan

2. Membuat SUB BAB baru tentang kegunaan Efek Fotolistrik

untuk memberikan gambaran singkat tentang piranti sensor cahaya

baru kemudian di SUB BAB selanjutnya dijabarkan prinsip

kerjanya

3. Beberapa piranti yang disebutkan dan dijelaskan prinsip kerjanya:

a. Sel Surya

b. Fotodioda

c. Fototransistor

d. LDR

Selain untuk memudahkan membaca, piranti yang disebutkan

merupakan termasuk sensor cahaya dan mempunyai prinsip

kerja, karena dari piranti yang disebutkan dalam draf buku

tidak ditemukan prinsip kerjanya baik dalam buku atau

sumber lain. ( Hanya disebutkan sedikit penjelasan

110

Lampiran 5.1.c Data Perbaikan dan alasan perbaikan BAB III


AHLI MATERI

BAB III (Teori Relativitas Khusus)


31 ... gagasan mereka adalah

membandingkan kecepatan cahaya di

dua arah yang berbeda pada posisi siku-

siku.

Saran : Kalimat ini memerlukkan

penjelasan lebih lanjut agar tidak

menimbulkan salah persepsi. Akan

lebih baik jika disertakan gambar

ilustrasi

Menghapus kalimat tersebut 1. Kalimat tersebut memerlukan penjelasan dan bisa meimbulkan

salah persepsi

2. Kalimat tersebut susah difahami

31 ... Menurut Lorentz, secara fisik dapat

memendek salah satu kaki alat

pengukuran Michelson ...

Saran : Maksud dari kalimat ini kurang

bisa dipahami. Sebaiknya disusun ulang

dengan SPOK yang

benar agar mudah dipahami

Menghapuskan kalimat tersebut 1. Kalimat tersebut memerlukan penjelasan dan bisa meimbulkan

salah persepsi

2. Kalimat tersebut susah difahami

33 Saran : postulat sebaikknya ditulis poin-

poin (1,2)

Postulat ditulis menjadi 2 poin

Supaya lebih mudah dalam membaca dan mudah dimengerti

33 Menambahkan penjelasan tentang

kesetaraan massa

Menambahkan penejelasan tentang

kesetaraan massa

1. Persamaan kesetaraan massa dan energi sering muncul dalam cover

atau sampul ketika berkaitan dengan fisika

2. Sediktnya penjelasan tentang persamaan tersebut, sehingga penulis

menambahkan penjelasan tersebut

111

33 Kata ‘denyut cahaya’ sulit dipahami

oleh orang awam khususnya anak

sekolah menengah

Menghapuskan kalimat tersebut 1. Kata tersebut asing terdengar

2. penulis tidak menemukan kata denyut cahaya dalam kamus fisika

dan buku-buku sekolah

Sehingga penulis tidak menuliskan kaliamat tersebut

34 ... Bom Atom Uranium jenis bedil ....

Saran: Apakah maksud jenis bedil.

Sebaikknya ditambahkan anak kalimat

untuk menjelaskan ‘jenis bedil’.

Mengahapus kalimat tersebut 1. Kalimat tersebut memerlukan penjelasan lain

2. Kata Bom Atom Uranium jenis bedil... pembahasan tenang jenis

atom ini akan melebar sehingga kalimat ini dihapus dan mengganti

dengan kalimat tyang lain.

Bagian supernova, emas dan merkuri

tidak dapat dimasukkan ke dalam

manfaat Teori Relativitas Khusus

Menghapus materi tentang supernova,

emas dan merkuri

Sesuai dengan saran validator ahli materi supaya menghapus materi

tersebut karena tidak dapat dimasukkan dalam Kebermanfaatan Teori

Relativitas Khusus

Manfaat Teori Relativitas Khusus pada

GPS kurang cocok karena pada GPS

memperhitungkan gravitasi

Menghapus GPR Karena cara kerja GPR memperhatikan gravitasi sehingga tidak

termasuk Teori Relativitas Khusus tetapi Teori Relativitas Umum

Menggganti Kata manfaat menjadi

kegunaan

1.arti “Manfaat” dalam KBBI : guna, faedah, laba dan untung

2. arti “Kegunaan” dalam KBBI : faedah, manfaat, kepentingan

Kata kegunaan menunjukan arti kata yang lebih umum dari manfaat

Menambahkan beberapa kegunaan dari

Teori Relativitas Khusus seperti bom

nuklir, bom atom serta PLTN

Menambah pengetahuan tentang kegunaan Teori Realativitas Khusus

112

Lampiran 5.1.a Data Perbaikan dan alasan perbaikan BAB IV


AHLI MATERI

BAB IV( Teori Relativitas Umum)


Teori Relativitas Umum

Saran : menyajikkan TRU tanpa

persamaan medan grafitasi Einstein dan

kelengkungan rauang waktu (geodesik)

sepertinya kurang lengkap, terasa ada

yang kurang

Menyebutkan persamaan medan

gravitasi (persamaan teori relativitas

Umum)

1. Sesuai saran validator untuk menambahkan informasi

tentang persamaan

Fenomena yang menjelaskan Hukum

Gravitasi Einstein seharusnya

dijelaskan lebih detail

Tidak dilakukan penjelasan dan

menghapuskan penjelasan

1. Supaya buku tidak membosankan dengan banyaknya materi

dari buku

2. Penjelasan ini cukup sulit untuk difahami anak SMA

113

Lampiran 5.2. Data Perbaikan dan Alasan Perbaikan Ahli Grafika


AHLI GRAFIKA

Bagian Sub Bagian Saran Perbaikan Perbaikan Alasan

Pendahul

uan Cover

Warna gambar sampul sebaiknya cari

warna agak terang atau tidak gelap.

Usahakan gambar tidak kabur.

Diperbaiki lagi konsep gambar

sampulnya agar lebih menarik

Mengganti cover 2. Agar lebih menarik dengan menggunkan

warna pink dan biru serta konsep cover yang

sederhana

Halaman

Judul

Judul sebaiknya memakai Font yang

lebih jelas dibaca dan menggunakan

Uppercase atau Capitalize Each

Word. Ukuran hurufnya (font size)

menyesuaikan

1. Mengganti Judul menjadi “Pemikiran

Albert Einstein”

2. Mengganti Font Judul

4. Judul lama terlalu panjang dan tidak sesuai isi

5. Mudah terbaca dan singkat

Daftar Isi Daftar isi sebaiknya menggunakan

aturan agar mudah dibaca pembaca

Memperbaiki aturan daftar isi 1. Agar lebih mudah di baca oleh pembaca

Isi Tampilan

Gambar

Ukuran setiap gambar harus

proposional dan usahakan gambar

tidak kabur dan pecah, cari ukuran

yang lebih besar

Mencari ukuran gambar yang besar dan

mengganti semua ukuran gambar

3. Supaya gambar proporsional, tidak kabur dan

pecah

Setiap gambar sebaiknya pakai

dikasih keterangan, misalnya Gambar

1.1 … & Sumber: www.aaaa.com

Menuliskan keterangan dan sumber pada

setiap gambar

1. Supaya memudahkan pembaca

2. Keretangan gambar menjelaskan tentang

gambar tersebut

3. Agar bukan termasuk vagliasi

Tampilan

Halaman

Cetakan tidak rapi terutama pada

Header

Mengganti layout halaman 1. Agar tidak kaku dan sesuai dengan cover

supaya lebih menarik

Penulisan

Teliti kembali penulisan kata,

penulisan kalimat, penulisan tanda

baca, penulisan spasi tiap kalimat,

harus benar dan ditulis sesuai EYD

yang disempurnakan

Meneliti penulisan dan tanda baca

1. Memudahkan untuk dibaca

http://www.aaaa.com/

114

Tata Letak Penulisan Subbab menyesuaikan

daftar isi.

Penulisan sub Bab sesuai daftar isi Agar konssisten dengan daftar isi

Spasi antarbab maupun subbab harus

konsisten, tidak terlalu renggang juga

tidak terlalu rapat, teliti kembali

penulisannya

Menata kembali jarak tiap subbab Agar terlihat rapi dan lebih sistematis

Penulisan subbab, dan anakan

subbabnya, A. …., 1. ….., a. ………,

dan seterusnya sebaiknya ditulis

dengan Bold dan Font Sizenya

disesuaikan, dan harus konsisten tiap

babnya

Penutup Glosarium Penulisan glosarium sebaiknya

ditulis tanpa akhiran titik

Merubah glosarium menjadi 2 bari dan

menuliskan glosarium tanpa titik

1. Supaya mudah membaca dan mencari

2. Sesuai dengan aturan penulisan glosarium

tidak menggunakan titik

Daftar

Pustaka

Perhatikan penulisan daftar pustaka,

masih ada koreksian, lihat kaidah

penulisan daftar pustaka yang baik

dan benar.

Menulis daftar pustaka sesuai deengan

kaidah yang benar

1. Sebagai sumber dari penulisan buku

pengayaan bahwa hasil buku pengembangan

ini bersumber

Hasil

Cetak

Supaya hasil cetak lebik baik, Layout

diatur kembali, bisa menggunkan

Corel Draw

Mengatur layout menggunakan Corel

Draw X7

1. Supaya ketika dicetak header dan footer

untuk halaman genap dan ganjil sama

2. Tampilan halaman lebih menarik

LAMPIRAN 6

Buku Pengayaan

iii

Pemikiran Albert Einstein

Buku ini merupakan buku pengayaan hasil penelitian

pengembangan untuk Tugas Akhir sebagai Sarjana

Pendidikan Fisika

2017

iv


Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kepada Illahi Rabbi atas

berkah kemampuan yang diberikan untuk menyusun buku ini.

Sungguh nikmat yang tiada bandingannya hingga buku ini

terselesaikan. Sholawat serta salam tetap tercurahkan kapada

Nabi Muhammad untuk pancaran cahaya ilmunya.

Buku ini merupapan buku pengayaan hasil penelitian

pengembangan (RnD) Tugas Akhir sebagai Sarjana Pendidikan

Fisika. Buku ini merupakan buku pengayaan untuk siswa, guru

dan hal layak umum. Sangat disarankan untuk siswa Sekolah

Menegah Atas (SMA) untuk menambah wawasan tentang

Albert Einstein. Buku ini berjudul Pemikiran Albert Einstein.

Buku Pemikiran Albert Einstein ini menjelaskan tantang

sejarah dan kegunaan/manfaat pemikiran Albert Einstein. Pada

BAB I membahas tentang biografi Albert Einstein, BAB II

membahas tentang pemikiran-pemikiran Albet Einstein, BAB

III membahas tentang Efek Fotolistrik, BAB IV membahas

tentang Teori Relativitas Khusus dan BAB V membahas

tentang Teori Relativitas Umum.

Penyusun mengucapkan terimakasih yang tiada terhingga

kepada kedua dosen pembimbing, dosen penguji, seluruh

validator dan penilai, sehingga buku ini menjadi karya yang

dapat dipertangggungjawabkan. Tidak lupa kepada kedua

orang tua, semua ini tiada bandingannya dengan kesabaran dan

v


keikhlasan hingga karya ini dapat terselesaikan. Terima kasih

juga untuk teman-teman yang selalu membarikan motivasi dan

bantuannya sehingga buku ini dapat diterbitkan.

Penyusun berharap agar kehadiran buku ini dapat

memberikan tambahan pengetahuan bagi peserta didik,

pendidik dan masyarakat umum tentang Albert Einstein.

Khusus bagi peserta didik, buku ini dapat mengantarkan

kepada pengetahuan dan keinginan untuk lebih maju.

Kepada semua pembaca, khususnya para pendidik

maupun peserta didik yang tertarik membaca buku ini, saya

ucapkan penghargaan dan terima kasih. Tetapi sebagai manusia

dan penulis pemula, penulisan buku ini tidak luput dari

kesalahan dan kekurangan disebabkan keterbatasan penulis

dalam berbagai hal. Untuk itu kepada semua pihak, saya

mengharapkan saran dan kritikan yang konstruktif, demi

perbaikan penulisan buku ini.

Yogyakarta, Februari 2017

Penyusun

vi


Daftar Isi

Halaman Judul ................................................................. iii

Kata Pengantar ................................................................. iv

Daftar Isi ............................................................................ v

BAB I Albert Einstein ..................................................... 8

A. Biodata Albert Einstein .................................... 8

B. Masa Kecil ...................................................... 9

C. Masa Sekolah .................................................. 10

D. Politeknik Zurich ............................................ 12

E. Pekerjaan Einstein ........................................... 15

F. Pernikahan Einstein ........................................ 16

G. Akhir Hayat ..................................................... 18

BAB II Pemikiran Albert Einstein .................................. 20

A. Pemikiran Albert Einstein .............................. 21

B. Kuantum Cahaya ........................................... 22

C. Efek Fotolistrik .............................................. 22

D. Gerak Brownian ............................................. 23

E. Teori Relativitas Khusus ................................ 23

F. Teori Relativitas Umum ................................ 24

BAB II Efek Fotolistrik .................................................... 25

A. Sejarah Penemuan Efek Fotolistrik .................. 25

B. Kegunaan Efek Fotolistrik ............................... 27

C. Cara Kerja Piranti Kegunaan Efek Fotolistrik .. 29

vii


BAB III Teori Relativitas Khusus ................................... 35

A. Sejarah Penemuan Teori Relativias ................. 35

B. Postulat Teori Relativitas Khusus .................... 38

C. Konsekuensi Teori Relativitas Khusus ............. 39

D. Kesetaraan Massa-Energi ................................. 42

E. Kegunaan Teori Relativitas Khusus ................. 43

BAB IV Teori Relativitas Umum ..................................... 49

A. Sejarah Penemuan Teori Relativitas Umum ..... 49

B. Persamaan Teori Relativitas Umum ................. 51

C. Analogi Teori Relativitas Umum ..................... 52

D. Pembuktian Teori Relativitas Umum ............... 53

E. Prinsip-Prinsip Fundemental Relativitas .......... 54

Glosarium .......................................................................... 55

Daftar Pustaka ................................................................... 58

Biodata Penulis ................................................................... 62

8


BAB I

Riwayat Hidup Albert Einstein

A. Biodata Albert Einstein

Nama : Albert Einstein

Nama Panggilan : Einstein, Albert

Tempat/Tanggal/Lahir : Ulm, Jum’at 14 Maret 1879

Meninggal : 17 April 1955

Nama Ayah : Herman Einstein

Nama Ibu : Pauline Koch

Nama Adik : Maria Einstein

Nama Istri : Mileva Merić

Nama Anak : Hans Einstein dan Eduard Einstein

Riwayat Pendidikan : Sekolah Dasar Petersschule, Sekolah

Menegah Luitpold Gymnasium,

Sekolah Pestalozzi, Politeknik

Zurich.

Hobi : Bermain Biola

9


B. Masa Kecil

www. miratico.com

Gambar 1.1 Einstein saat berusia 5 tahun

Albert Einstein lahir dari keluarga sederhana. Mereka

tinggal di sebuah rumah di pinggir kota Ulm, Jerman. Ayah

Einstein bekerja sebagai teknisi perusahaan kasur bulu. Saat

Einstein berumur satu tahun, perusahaan kasur bulu tersebut

mengalami kebangkrutan. Sehingga, seluruh keluarga Einstein

pindah ke kota Munich, Jerman.

Saat kecil, keluarga Einstein mengkhawatirkan

perkembangan pertumbuhan Einstein. Ia belum bisa berbicara

dengan jelas seperti teman sebayanya. Dalam buku Einstein

kehidupan dan pengaruhnya di dunia karangan Walter Isaacson

menyatakan bahwa Einstein mengalami gangguan echolalia

ringan.

10


Gangguan echolalia adalah pengulangan kata dari

perkataan orang lain. Hal ini normal terjadi pada balita

berumur 18-30 bulan. Namun, gangguan echolalia sering

ditemukan pada anak berkebutuhan khusus. Orang tua Einstein

menghkhawatrikan hal tersebut jika terjadi pada Einstein.

Saat berumur lima tahun, Einstein mendapatkan hadiah

kompas dari ayahnya. Ia takjub dengan jarum kompas yang

selalu menunjuk ke arah yang sama. Sejak saat itu, ia mulai

penasaran dengan misteri jarum kompas tersebut.

Ibu Einstein juga memberikan hadiah. Ia menjadwalkan

Einstein untuk mengikuti les biola. Awalnya, Einstein merasa

tidak nyaman belajar biola. Ia mulai tertarik belajar biola

setelah mendengar lagu sonata-sonata. Semenjak saat itu, ia

sering berkolaborasi memainkan alat musik bersama ibunya.

Einstein memainkan biola dan ibunya memainkan piano.

C. Masa Sekolah

Pada usia enam tahun, Einstein mulai bersekolah dasar di

Petersschule. Einstein sering diejek dengan teman-temannya.

Ia merasa menjadi orang asing di sekolah. Meskipun demikian

ia selalu mendapatkan juara kelas di sekolah dasar.

Setelah lulus sekolah dasar, Einstein melanjutkan sekolah

menengah di Luitpold Gymnasium. Di Sekolah ini, lebih

menekankan pelajaran matematika dan sains. Kedua pelajaran

ini adalah pelajaran kegemaran Einstein. Selain belajar

metematika disekolah, ia juga belajar dengan paman Jakob.

11


Tidak heran jika ia bisa menguasai matematika di usia kurang

dari lima belas tahun.

www. history.com

Gambar 1.2 Einstein ketika berusia 12 tahun

Saat Einstein masih bersekolah menengah, ayah Einstein

mengalami kebangkrutan untuk kedua kalinya. Keluarga

Einstein pindah ke Pavia, Italia. Einstein yang masih sekolah

harus tetap tinggal di Munich untuk menyelesaikan

sekolahnya. Ia tinggal di rumah salah satu saudaranya.

Setelah dua bulan berjalan, Einstein meminta surat

keterangan dari dokter keluarganya. Surat keterangan itu

menyatakan bahwa Einstein mengalami kelelahan syaraf.

Dengan surat pernyataan itu, Einstein mengundurkan diri dari

sekolah menengahnya dan menyusul keluarganya ke Pavia,

Italia.

12


Keputusan Einstein untuk menyusul keluarganya ke

Pavia membawa harapan besar. Einstein berharap agar bisa

masuk ke Politeknik Zurich. Einstein berjanji kepada

keluarganya akan belajar sendiri untuk bisa masuk ke

Politeknik Zurich. Dengan berbekal tiga buku fisika ia belajar

dan menulis setiap gagasan di pinggir halaman buku.

D. Politeknik Zurich

www. aip.com

Gambar 1.3 Gedung Politeknik Zurich (ETH)

Politeknik Zurich (Eidgenössische Polytechnische

Schule) merupakan perguruan tinggi keguruan dan teknik.

Politeknik Zurich terletak di Kota Zurich, Swiss. Pada tahun

1911, Politeknik Zurich berganti nama menjadi Eidgenössische

Technische Hochschule (ETH). Politeknik Zurich mempunyai

reputasi bagus dalam bidang rekayasa dan sains. Saat itu

kepala jurusan fisika Heinrich Weber mendapatkan sumbangan

13


gedung baru untuk dijadikan laboratorium dengan hasil

pengukuran paling akurat.

Saat akan mendaftar, Einstein merasa takut tidak

diterima di politeknik Zurich. Karena umur Einstein belum

memenuhi syarat. Akan tetapi masalah ini bisa diatasi.

Keluarga Einstein mengirimkan surat permohonan

pengecualian kepada Direkur Politeknik Zurich. Akhirnya,

Einstein dapat mengikuti ujian.

Einstein dapat melewati ujian masuk Politeknik Zurich.

Ia lulus ujian dalam bidang sains dan matematika tetapi gagal

di bidang ilmu umum. Profesor Hernrich Waber menyarankan

Einstein untuk mengikuti kuliahnya. Akan tetapi, Einstein

lebih memilih pergi ke Aarau untuk mempersiapkan ujian

tahun depan.

Selama di Aarau, Einstein belajar di sebuah sekolah

milik Johann Heinrich Pestalozzi. Di sekolah ini, Einstein

belajar memahami setiap konsep secara visual. Ia

menggambarkan setiap ide-idenya. Ide tergilanya adalah saat ia

membayangkan melaju dengan seberkas cahaya. Ia berusaha

menggambarkan rasanya melaju dengan seberkas cahaya

tersebut. Cara ini yang dikenal dengan eksperimen imajiner

atau gedankenexperiment.

Pada tahun 1896, Einstein mendaftar kuliah di Politeknik

Zurich. Ia berhasil menjadi salah satu dari sebelas mahasiswa

baru jurusan keguruan matematika dan fisika. Diawal kuliah,

Einstein sangat rajin mengikuti perkuliahan, terutama kuliah

Prof Heinrich Weber. Lama kelamaan ia merasa bosan dan

14


sering membolos kuliah. Meskipun demikian, Einstein tetap

belajar di luar kuliah dengan bidang yang ia minati.

www. history.com

Gambar 1.4 Einstein ketika berusia 19 tahun

Selain di ruang kelas, perkuliah juga dilakukan di

Laboratorium. Einstein sering tidak memperhatikan petunjuk

eksperimen dari asisten laboratorium. Ini tentu sangat

membahayakan. Suatu ketika, saat Einstein melakukan

eksperiman tiba-tiba terjadi ledakan yang menyebabkan tangan

Einstein terluka dan harus dijahit.

Setiap mahasiswa yang ingin lulus dari perguruaan tinggi

harus mengerjakan tugas akhir. Tugas akhir bisa berupa skripsi

untuk S1 dan tesis untuk S2. Sebagai mahasiswa Polikteknik

Zurich, Einstein juga harus mengerjakan tugas akhir. Einstein

tidak dengan mudah mengerjakan tugas akhirnya. Proposal

15


pertama dan kedua Einstein ditolak oleh Prof Weber, karena

kurang menarik.

Proposal ketiga Einstein yang mengantarkan Einstein

lulus menjadi sarjana Politeknik Zurich. Ia mendapatkan nilai

rata-rata 4,9 dan mendapatkan urutan keempat dari kelima

mahasiswa di kelasnya. Pada bulan juni 1990, Einstein resmi

mendapatkan gelar sarjana keguruan matematika dan fisika.

E. Pekerjaan Einstein

Setelah lulus dari Politeknik Zurich, Einstein mencari

pekerjaan. Pekerjaan pertamanya menjadi tentor les privat

matematika. Ia selalu berusaha untuk mendapatkan pekerjaan

yang lebih layak. Beberapa kali Einstein melamar untuk

menjadi asisten profesor, tidak ada satupun lamarannya

diterima. Hingga suatu ketika, Einstein bertemu dengan Marcel

Grossman. Grossman mengabarkan bahwa ada lowongan kerja

sebagai pemeriksa di Kantor Paten Swiss. Ayah Grossman

bersedia merekomendasikan Einstein menempati pekerjaan

tersebut.

Pada tanggal 16 Juni 1902, Rapat Dewan Swiss secara

resmi memilih Einstein menjadi Ahli Teknik Kelas 3 di Kantor

Negara Hak dan Kekayaan Intelektual di Bern, Swiss. Di

Kantor ini, Einstein bekerja selama delapan jam. Selain

kesibukkannya sebagai ahli Teknik, ia masih memberikan les

privat dan meluangkan waktu untuk kegiatan ilmiah.

16


www. aip.com

Gambar 1.5 Kantor Paten di Bern

Kecintaan Einstein pada dunia fisika dapat ditunjukkan

dengan adanya perkumpulan peminat fisika. Perkumpulan ini

diprakarsai oleh Einstein. Perkumpulan ini hanya terdiri dari

tiga orang, yaitu Albert Eintein, Maurice Solovine dan Conrad

Habicht. Mereka memberi nama perkumpulan ini Academi

Olympia.

F. Pernikahan Albert Einstein

Albert Einstein menikah dengan Mileva Marić pada

tanggal 6 Januari 1903 di Kantor Kependudukan Bern.

Pernikahan ini disaksikan oleh kedua temen Einstein di

Akademi Olympia. Mileva Marić adalah teman sekelas

Einstein di Politeknik Zurich. Selain menjadi istri, Mileva

Marić juga menjadi teman dikusi ilmiah bagi Einstein.

17


www. aip.com

Gambar 1.6 Einstein, Mileva dan Hans Einstein

Pasangan ini mempunyai dua orang anak, Hans Albert

Einstein dan Eduard Einstein. Hans Albert Einstein menjadi

profesor teknik hidrolik di Berkeley, Amerika Serikat. Dan

Eduard Einstein terserang penyakit skrizofrenia sejak umur

duapuluh tahun. Eduard Einstein mampu bertahan dengan

penyakitnya hingga umur 55 tahun.

Kehidupan pasangan Einstein dan Mileva sangat bahagia.

Pada awal pernikahan, Mileva selalu memasak untuk Einstein.

Begitu pula Eintein selalu memberikan waktu untuk Mileva.

Seiring berjalannya waktu, Einstein meninggalkan Mileva

sendirian. Hingga suatu ketika Mileva mengajak Einstein untuk

bertemu dan mendiskusikan perjanjian perceraian. Perjanjian

itu diakhiri dengan persetujuan Einstein untuk memberikan

uang sebesar 5.600 mark kepada Mileva dan kedua anaknya

setiap tahun.

18


G. Penghargaan Nobel Fisika

Einstein mendapatkan penghargaan nobel fisika pada

tanggal 10 Desember 1921. Penghargaan ini dianugrahkan

kepada Einstein untuk pengabdiannya bagi Fisika Teoritis dan

khususnya untuk penemuan peristiwa efek fotolisrik. Einstein

mendapatkan hadiah uang sebesar 32.250 dolar Amerika setara

dengan Rp.180.376.376,-. Hadiah tersebut sebagian diberikan

kepada Mileva sesuai perjanjian cerai mereka. Dan sebagian di

tabung di Bank Amerika.

Einstein tidak mendatangi upacara pemberian hadiah

nobel. Saat itu Einstein melakukan kunjungan ke Jepang.

Sebagai perwakilan, hadiah nobel diterima oleh Duta Besar

Jerman saat itu. Einstein resmi menerima hadiah nobel tersebut

pada konferensi ilmiah Swedia pada bulan Juli 1922. Dalam

acara tersebut, Einstein memberikan pidato berisi Teori

Relativitas dan gagasan baru tentang Teori medan terpadu.

Anehnya, Pidato tersebut berisi tentang Teori Relativitas

padahal penghargaan tersebut untuk penemuan efek fotolistrik.

H. Akhir Hayat

Einstein meninggal dunia tanggal 17 April 1955,

dengan usia tujuh puluh enam tahun. Ia sempat dirawat di

Rumah Sakit Princeton Hospital, New Jersey, Amerika Serikat

karena penyakit aneurisma aorta abdominal. Sebelum

meninggal Einstein berpesan kepada anaknya Hans Einstein

19


untuk mengkremasi jenazahnya dan menaburkan abunya di

sungai Delaware, Amerika Serikat.

www. history.com

Gambar 1.7 Einstein di masa tua

Sebelum dikremasi, dr. Harvey melakukan autopsi

terhadap jenazah Einstein. Tanpa sepengetahuan keluarga

Einstein, dr. Harvey mengambil dan menyimpan otak Einstein

dalam formaldehida. Hal ini menjadi perdebatan bahwasanya

pengambilan dan penyimpan otak Einstein tanpa seizin

keluarga Einstein. Meskipun dr. Harvey mengatakan bahwa ia

telah mendapatkan izin dari Hans Einstein.

20


BAB II


A. Makalah Albert Einstein

Einstein belajar menulis makalah pertama di bidang

fisika teoritis dengan judul “On the Investigation of the State of

the Ether in a Magnetic Field”. Topik yang diangkat adalah

tentang eter. Pada saat itu eter diyakini sebagai zat tak terlihat

di alam semesta yang memenuhi semua ruang. Dalam makalah

tersebut, Einstein memberikan saran percobaan yang dapat

menjelaskan medan magnet yang terbentuk disekeliling arus

listrik. Ia mengatakan percobaan tersebut akan menarik karena

penyelidikan tentang keadaan eter yang elastis akan

memungkinkan kita menemukan sifat arus listrik yang

membingungkan.

Einstein menulis makalah ini saat berusia enambelas

tahun. Ia mengirimkan makalah itu kepada paman Caesar

Koch. Setelah paman Koch membaca makalah tersebut, paman

Koch bersedia membiayai kuliah Einstein selama di Politeknik

Zurich.

21


Pada tahun 1900, Einstein mulai mengirimkan makalah

ke Annalen der Physik. Annalen der Physik adalah salah satu

jurnal fisika tertua di dunia. Makalah pertama Einstein

membahas tentang gaya tarik menarik antar molekul. Makalah

ini tidak banyak mendapatkan respon dari pembaca.

Einstein tidak mudah putus asa. Pada tahun 1905, ia

berhasil mempublikasikan lima makalah yang dapat merubah

dunia. Kelima makalah ini memberikan terbosan baru dalam

fisika teoritis. Kelima malalah ini berisi tentang:

1. Makalah tentang penjelasan efek fotolistrik dan

pengenelan istilah kuantum ( Maret 1905)

2. Makalah tentang ukuran molekul (April 1905)

3. Makalah tentang gerak Brown ( Mei 1905)

4. Makalah tentang Teori Relativitas Khusus (Juni 1905)

5. Makalah tentang Konsekuensi Teori Relativitas Khusus,

Persamaan 𝐸 = 𝑚𝑐2 ( September 1905)

Sepuluh tahun setelah tahun keajaiban, Einstein

mempublikasikan sebuah makalah hasil pengembangan dari

Teori Relativitas Khusus. Teori tersebut yang akhirnya dikenal

sebagai Teori Relativitas Umum.

B. Hasil Pemikiran Albert Einstein

Beberapa penjelasan tentang pemikiran Einstein:

1. Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron

karena adanya foton yang menyinarinya. Peristiwa ini

terjadi saat cahaya monokromatis ditembakkan ke suatu

22


logam. Foton-foton pada cahaya akan menumbuk

elektron-elektron pada permukaan logam tersebut

sehingga elektron itu dapat terlepas.

2. Kuantum cahaya (Dualisme Cahaya)

Pada 17 Maret 1905 Einstein menulis makalah yang

memperkenalkan istilah kuantum (paket) cahaya. Makalah

pertama pada taun 1905 yang dipublikasika di Annalen der

Physik. Membuat perkembangan paling revolusioner

sepanjang sejarah fisika. Gagasan Einstein bahwa cahaya

tidak hanya datang dalam bentuk gelombang, tetapi juga

dalam bentuk paket-paket kecil yang disebut foton.

3. Ukuran Molekul

Para ilmuan sebelum Einstein telah meneliti ukuran

molekul mengunakan zat gas. Sejak tahun 1905, Einstein

menemukan ukuran molekul menggunakan zat cair.

Seperti biasa, Einstein melakukan penelitian ini dari hasil

penelitian yang pernah dilakukan dan membayangkan

kemungkinan yang akan terjadi.

Einstein menggunakan data viskositas (zat

kekentalan zat cair) sebagai data awal. Einstein memulai

membayangkan segelas larutan gula dalam air. Vikositas

larutan tersebut ketika larutan tersebut semakin manis.

Dalam bayangan Einstein, larutan gula semakin lama

menyebar menembus molekul air yang lebih kecil. Dari

hal tersebut ia menemukan dua variabel. Dengan kedua

variabel tersebut, ia dapat menemukan bilangan Avogadro,

23


yaitu 2,1 x 1023 . Hasil Ini berbeda dengan bilangan

Avogadro (6,02214 x 1023).

Einstein menyadari kesalahan tersebut, Einstein

menggunakan data baru dari sifat-sifat larutan garam.

Dengan data tersebut Einstein mendapatkan hasil bilangan

Avogadro 4,15 x 1023 . Bilangan ini lebih mendakati

dengan bilangan Avogadro. Selanjutnya, Einstein meminta

seorang asisten untuk menghitung ulang. Hasil akhir

perhitungan itu sangat menakjubkan, ia mendapatkan

bilangan 6,56 x 1023 . Bilangan tersebut mendekati

bilangan Avogadro.

4. Gerak Brown

Makalah pada bulan mei 1905 berjudul "On the

Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of

Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary

Liquid". Dalam Makalah ini, Einstein mengembangkan

gerak Brownian yang sebelumnya telah ditemukan oleh

Robert Brown, seorang ahli Botani asal Skotlandia.

www.ytimg.com

Gambar 2.1 Gerak Brown

24


Einstein menjelaskan bahwa suatu partikel

mikroskopis yang melayang pada suatu medium akan

menunjukkan gerakan acak lantaran banyaknya tabrakan

yang diakibatkan oleh molekul-molekul pada sisi-sisi

partikel yang tidak sama. Inilah yang membuat partikel

koloid bisa bergerak menjadi searah dengan arah resultan

vektor atas gaya yang bekerja pada partikel koloid.

Pendapat ini dapat dibuktikan kebenarannya oleh Jean

Periin, ilmuan Prancis.

5. Teori Relativitas Khusus

Einstein menjelaskan teori relativitas khusus dengen

mengeluarkan dua postulat. Postulat Petama menyatakan

bahwa hukum fisika fundemental sama bagi seluruh

pengamat yang bergerak dengan kecepatan tetap relatif

terhadap satu sama lain. Postulat kedua menyatakan

bahwa kecepatan cahaya tidak bergantung pada gerakan

sumbernya.

Teori Relativitas Einstein membawa konsekuensi

logis. Beberapa konsekuensi teori relativitas khusus adalah

kecepatan relatif, dilatasi waktu, kontraksi panjang, massa

relativistik, energi kinetik relativistk, energi total

relativistik, momentum relativistik, efek doppler

relativistik, simultanitas dan sinkronisasi waktu.

25


6. Kesetaraan Massa-Energi

Ketika kita mendengar Einstein, sering kali yang

terlintas adalah persamaan 𝐸 = 𝑚𝑐2. Persamaan ini

menjelaskan tentang kesetaran massa dan energi. Bentuk

persamaan ini merupakan salah satu konsekuensi logis dari

teori relativitas khusus.

7. Teori Relativitas Umum

Dua tahun setelah menemukan teori relativitas

khusus, Einstein mulai menyadari bahwa teori tersebut

belum sempurna. Teori relativitas khusus hanya dapat

diterapkan pada gerak dan kecepatan tetap. Selama

delapan tahun, Einstein berupaya untuk menghasilkan

teori medan gravitasi baru dan memodifikasi teori

relativitas sehingga bisa diterapkan pada gerak dipercepat.

Pada tahun 1915, Einstein berhasil mempublikasikan

makalah yang bisa menggabungkan antara Teori

Relativitas Khusus dengan gerak dipercepat atau gravitasi.

Dalam makalah tersebut Einstein menggambarkan

gravitasi sebagai hasil dari melengkungnya ruang dan

waktu karena adanya benda bermassa. Ketika benda-benda

bermassa bergerak dipercepat, kelengkuangan ruang-

waktu disekitrnya akan berubah.

26


BAB III

EFEK FOTOLISTRIK

A. Sejarah Penemuan Efek Fotolisrik

Penemuan efek fotolistrik merupakan salah satu tonggak

sejarah kelahiran mekanika kuantum. Pada saat itu mekanika

klasik tidak bisa menjelaskan gejala yang terjadi pada benda

mikroskopis dan bergerak mendekati kecepatan cahaya. Oleh

karena itu diperlukan cara pandang yang berbeda untuk

menjelaskan gejala fisika tersebut.

Salah satu gejala fisika yang belum bisa dijelaskan

dengan fisika klasik adalah percobaan efek elektromagnet yang

dilakukan Philip Lenard. Pada percobaan ini, Lenard

menggunakan plat (seng) yang disinari dengan cahaya

menyebabkan elektron terlepas dari plat tersebut. Sketsa

percobaan Philip Lenard dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Philip Lenard menemukan sesuatu yang tidak sesuai

dengan teori gelombang klasik. Saat Lenard meningkatkan

27


frekuensi cahaya, laju energi elektron semakin besar. Akan

tetapi, saat Lenard meningkatkan intensitas cahaya, elektron

yang terlepas lebih banyak tetapi energinya tetap sama.

Seharusnya secara teori gelombang klasik, ketika intensitas

cahaya meningkat, energi setiap elektron juga meningkat.

BSE Fisika SMA

Gambar 3.1 Sketsa percobaan efek elektromagnet

Para fisikawan berusaha untuk menjelaskan dan

membuktikan hasil percobaan tersebut. Salah satu diantaranya

adalah Einstein. Pada tahun 1905, Einstein memberikan

penafsiran tentang efek fotolistrik. Menurut Einstein, cahaya

tidak hanya bersifat sebagai gelombang, tetapi juga bersifat

sebagai paket-paket energi atau foton (kuantum cahaya).

28


Ketika cahaya ditembakkan pada suatu plat, foton pada

cahaya tersebut akan menumbuk elektron-elektron dalam plat,

sehingga elekron terlepas. Peristiwa terlepasnya elektron dari

plat disebut sebagai efek fotolistrik.

Foton-foton yang sampai ke plat seng akan diserap

sebagai kuantum energi. Ketika elektron menyerap foton, maka

elektron mendapatkan sejumlah energi yang dibawa foton

sebesar ℎ𝑓. Energi yang diperoleh ini sebagian digunakan

untuk melepaskan diri dari plat seng dan sebagian digunakan

untuk bergerak menjadi energi kinetik elektron. Besarnya

energi yang diperlukan oleh elektron untuk melepaskan diri

dari plat disebut fungsi kerja (𝜃). Secara matematik dapat

dituliskan :

𝐸𝑘 = ℎ𝑓 − 𝜃

Keterangan:

𝐸𝑘 = Energi kinetik (J)

ℎ = Ketetapan Planck (6,626 x 10−34 J.s )

𝑓 = Frekuensi cahaya (𝑠−1)

𝜃 = Energi kinetik yang dibutuhkan elektron (J)

Persamaan ini disebut sebagai persamaan fotolistrik Einstein.

Pada tahun 1916, Milikan melakukkan percobaan dengan

menggunakan litium sebagai katoda. Dari percobaan itu,

Milikan mendapatkan hasil nilai tetapan Planck sebesar 6,67 x

10−34 J.s. Hasil percobaan ini membuktikan kebenaran teori

foton yang dinyatakan oleh Einstein.

29


B. Kegunaan Efek Fotolistrik

Pemanfaatan peristiwa efek fotolistrik digunakan pada

piranti-piranti sensor cahaya. Sensor cahaya adalah omponen

elektronika yang dapat memberikan perubahan besaran elektrik

pada saat terjadi perubahan intensitas cahaya yang diterima

oleh sensor cahaya tersebut. Piranti sensor cahaya diantaranya

sel surya, LDR, fototransistor dan fotodioda.

Sensor cahaya dilihat dari perubahan output sensor

cahaya makan sensor cahaya dapat dibedakan menjadi 2

macam,

1. Sensor Cahaya Fotovoltaik

Sensor Cahaya Fotovoltaik adalah sensor cahaya yang

dapat memberikan perubahan tegangan pada output

sensor cahaya tersebut apabila sensor tersebut menerima

intensitas cahaya.

2. Sensor Cahaya Fotokonduktif

Sensor Cahaya Fotokonduktif adalah sensor cahaya yang

dapat memberikan perubahan resistensi pada terminal

output sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang

diterimanya. Contoh LDR ( Light Depending Resistor),

fototransistor dan fotodioda.

30


C. Cara Kerja Piranti Penggunan Efek Fotolistrik

Beberapa cara kerja piranti pemanfaatan efek fotolistrik:

1. Sel Surya

Sel Surya adalah piranti semikonduktor yang dapat

merubah cahaya secara lansung menjadi arus listrik

searah (DC) dengan menggunakan kristal silicon (Si)

yang tipis. Sebuah kristal silindris Si diperoleh dengan

cara memanaskan silikon (Si) dengan tekanan yang

diatur sehingga silikon berubah menjadi penghantar. Bila

kristal silindris itu dipotong stebal 0,3 mm, akan

terbentuklah sel-sel silikon yang tipis. Sel–sel silikon yag

tipis ini disebut dengan sel surya.

taufiqurrokhman.wordpress.com

Gambar 3.2 Cara kerja sel surya

31


Selanjutnya sel-sel silikon dipasang dengan posisi

sejajar/seri dalam sebuah panel yang terbuat dari

alumunium atau baja anti karat dan dilindungi oleh kaca

atau plastik. Kemudian pada setiap sambungan sel itu

dipasang sambungan listrik. Bila sel-sel itu terkena sinar

matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus

listrik. Besarnya arus/tenaga listrik itu tergantung pada

jumlah energi cahaya yang mencapai silikon itu dan luas

permukaan sel itu.

2. Fototransistor

Fototransistor adalah suatu transistor yang

memiliki resisitansi antara kaki kolektor dan emitor dapat

sesuai intensitas cahaya yang diterima. fototransistor

hanya memiliki dua kaki yaitu Kolektor dan Emitor

sedangkan terminal Basisnya berbentuk lensa yang

berfungsi sebagai sensor pendeteksi cahaya. Resistansi

emitor dan kolektor tersebut akan semakin rendah

apabila intensitas cahaya yang diterima fototransistor

semakin besar.

www.mercadolibre.com

Gambar 3.3. Fototransistor

32


Cara kerja fototransistor seperti pada transistor

biasa. Pada transistor biasa, arus pada Basis Transistor

dikalikan untuk memberikan arus pada Kolektor.

Sedangkan pada fototransistor, arus Basis dikendalikan

oleh jumlah cahaya atau inframerah yang diterimanya.

Pada prinsipnya, apabila Terminal Basis pada

fototransistor menerima intensitas cahaya yang tinggi,

maka arus yang mengalir dari Kolektor ke Emitor akan

semakin besar.

3. Fotodioda

annurandrian.blogspot.co.id

Gambar 3.4 Bentuk dan Simbol fotodioda

Fotodioda adalah suatu dioda yang akan

mengalami perubahan resistensi pada terminal anoda dan

katoda apabila terkena cahaya. Fotodioda terbuat dari

bahan semikonduktor dengan bahan silicon (Si). Bahan

silokon bisa menyerap cahaya dengan panjang

gelombang 2500 Å-11000 Å. Ketika sebuah foton dari

sumber cahaya diserap, menyebabkan sebuah eektron

menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal yaitu

33


sebuah elektron dan sebuah holen(bagian dari semi

konduktor yang kehilangan elektron).

Fotodioda adalah suatu dioda yang akan

mengalami perubahan resistensi pada terminal anoda dan

katoda apabila terkena cahaya. Nilai resistensi anoda dan

katoda pada fotodioda akan semakin rendah apabila

intensitas cahaya yang diterima fotodioda semakin tinggi.

4. LDR (Light Emitting Diode)

LDR adalah sensor cahaya yang memiliki 2

terminal output, dimana kedua output tersebut

mempunyai resistensi yang dapat berubah sesuai dengan

intensitas cahaya yang diterima. Dimana nilai resistensi

kedua terminal output LDR akan semakin rendah apabila

intensitas yang diterima oleh LDR semakin tinggi.

Teknikelektronika.com

Gambar 3.5 Bentuk dan Simbol LED

Cara kerja LED hampir sama sepertu fotodioda

yang memiliki dua kutub yaitu Kutub Positif (P) dan

Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan

cahaya apabila dialiri tegangan maju dari anoda menuju

34


ke katoda. LED terdiri dari chip semikonduktor yang

didoping sehingga menciptakan junction P dan N. Ketika

LED dialiri tegangan maju dari Anoda ke Katoda.

Kelebihan elektron pada N-Type material akan berpindah

ke wilayah yang kelebihan Hole yaitu wilayah yang

bermuatan positif (P-Type material). Saat elektron

berjumpa dengan Hole akan melepaskan foton dan

memancarkan cahaya monokromatik.

teknikelektronika.com

Gambar 3.4. Penampang antara P-Type dan N-Type

LED yang memancarkan cahaya ketika dialiri

tengangan maju juga dapat digolongkan sebagai

Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi

Energi Cahaya.

http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/12/Cara-kerja-LED-Light-Emitting-Diode.jpg

35


BAB IV

TEORI RELATIVITAS KHUSUS

A. Sejarah Penemuan Teori Relativitas Khusus

Relativitas pertama kali diperkenalkan oleh Galileo

Galilei dan didefinisikan kembali oleh Sir Isaac Newton.

Pembahasan pada teori ini mencakup tranformasi sederhana

diantara benda yang bergerak pada kerangka acuan lain yang

inersia. Jika kamu berjalan di dalam sebuah kereta yang

bergerak dan seorang yang diam di atas tanah (di luar kereta)

memperhatikanmu, kecepatanmu relatif terhadap pengamat

adalah total dari kecepatanmu relatif terhadap kereta dengan

kecepatan kereta relatif terhadap pengamat. Jika kamu berada

dalam kerangka acuan diam, dan kereta (seorang yang duduk

di dalam kereta) berada dalam kerangka acuan lain, maka

pengamat adalah orang yang duduk dalam kereta tersebut.

Pembahasan semacam ini disebut dengan teori relativitas

klasik.

36


Permasalahan teori relativitas klasik ini tidak terjadi

ketika diaplikasikan pada cahaya. Pada tahun 1800-an, untuk

merambatkan gelombang melalui alam semesta terdapat

subtansi yang dikenal dengan eter yang mempunyai kerangka

acuan. Percobaan Michelson-Morley tidak bisa membuktikan

gerakan bumi yang relatif terhadap eter. Dan belum ada yang

bisa menjelaskan fenomena keberadaan eter. Hal ini tentu

membutuhkan pemahaman baru untuk menjelaskan fenomena

tersebut.

Einstein juga melakukan percobaan serupa dengan

percobaan Michelson-Morley. Einstein menemukan hasil nihil

dalam percobaan tersebut. Dengan hasil nihil tersebut, Einstein

menyimpulkan bahwa pandangan tentang gerakan bumi yang

relatif terhadap eter adalah salah.

perpustakaancyber.blogspot.co.id

Gambar 4.1. Skema Percobaan Michelson-Morley

37


Sejak saat itu, Einstein menyakini bahwa tidak

diperlukan eter untuk merambatkan gelombang di alam

semesta. Dengan pandang ini, Einstein merubah pandangannya

tentang teori fisika yang telah berlaku. Einstein mengubah cara

padang lama melalui teori relativitasnya, baik Teori Relativitas

Khusus atau Teori Relativitas Umum.

Pada Tahun 1905, Einstein mempublikasikan sebuah

makalah berjudul “On the Electrodynamics of Moving Bodies”.

Dalam makalah tersebut, Einstein menjelaskan tentang Teori

Relativitas Khusus. Einstein menjelaskan teori ini dengan

mengeluarkan dua postulat.

ncsa.illinois.edu

Gambar 4.2. Makalah Einstein tentang Teori Relativitas Khusus

dengan bahasa Jerman

Einstein menyajikan suatu hal yang baru dalam makalah

tersebut. Selain kedua postulat tersebut, ia juga

menggabungkan persamaan Maxwell untuk listrik dan magnet

38


dengan gerak elektron dengan kecepatan mendekati kecepatan

cahaya. Hasil dari makalah tersebut adalah memperkenalkan

tranformasi koordinat baru (Transformasi Lorentz) antara

kerangka acuan inersia.

Transformasi Lorentz menggunakan sistem koordinat

empat dimensi, yaitu tiga koordinat ruang (x, y, dan z) dan satu

koordinat waktu (t).Teori Relativitas Khusus menggunakan

Tranformasi Lorentz pada kecepatan tinggi menghasilkan

beberapa konsekuensi. Diantaranya, Dilatasi Waktu, Kontraksi

Panjang, Tranformasi Kecepatan, Efek Doppler Relativistik,

Simultan dan sinkronisasi waktu, Momentum Relativistik,

Energi Kinetik Relativistik, Massa Relativistik, Energi Total

relativistik.

B. Postulat Teori Relativitas Khusus

Teori Relativitas ini disebut sebagai Teori Relativitas

khusus karena hanya diterapkan pada kasus khusus. Maksud

dari kasus khusus adalah bahwa teori ini dapat digunakan

dalam situasi pengamat bergerak dengan kecepatan konstan

relatif terhadap satu sama lain dalam satu garis lurus. Teori

Relativitas Khusus didasarkan pada dua postulat yaitu:

1) Postulat Petama

hukum fisika fundemental sama bagi seluruh pengamat

yang bergerak dengan kecepatan tetap relatif terhadap

satu sama lain.

2) Postulat Kedua

cahaya tidak bergantung pada gerakan sumbernya.

39


Dalam postulat pertama, Einstein tetap mempertahankan

gagasan tentang kerangka acuan inersia. Postulat ini

merupakan perluasan dari Teori Relativitas Klasik (Newton).

Dimana Einstein tidak hanya memasukkan hukum-hukum

mekanika tenang gerak saja, akan tetapi hukum-hukum fisika

lainnya.

Postulat kedua memiliki implikasi yang sangat luas

dalam hukum fisika. Penjumlahan kecepatan sebagaimana

konsep Tranformasi Galileo tidak berlaku untuk cahaya.

Menurut Einstein, waktu 𝑡 dan waktu 𝑡′ tidaklah sama

sehingga Tranformasi Galileo dan teori relativitas Newton

tidak dapat digunakan pada cahaya begitu juga pada benda atau

partikel yang mendekati kecepatan cahaya.

Teori Relativitas Khusus, ditinjau dengan menggunakan

tranformasi Lorentz yang memasukkan besaran 𝑐 sebagai

kecepatan cahaya sehingga kecepatan, waktu, panjang dan

massa bersifat relatif. Artinya, dua orang pengamat dengan

kerangka acuan yang berbeda akan mendapatkan hasil

pengukuran yang berbeda.

C. Konsekuensi Teori Relativitas Khusus

Teori Relativitas Khusus merupakan teori pengukuran

objek alam kerangka acuan inersia. Jangkauan analisis teori ini

meliputi benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Teori Relativitas Khusus memberikan efek atau konsekuensi

yang sangat banyak. Dalam buku ini akan dijelaskan empat

konsekuensi relativitas, diantaranya;

40


1) Kontraksi Panjang

Kontransi panjang adalah penyusutan panjang suatu

benda menurut pengamat yang bergerak. Penyusutan ini

memenuhi persamaan berikut,

𝐿 = 𝐿0 1 −

𝑉2

𝐶2

dengan :

𝐿 = panjang benda menurut pengamat yang bergerak

relatif terhadap benda

𝐿0= panjang benda menurut pengamat yang diam relatif

terhadap benda

2) Dilatasi Waktu (Pemuluran Waktu)

Dilatasi waktu adalah peristiwa pengembungan waktu

menurut pengamat yang bergerak. Hubungannya

memenuhi persamaan berikut,

∆𝑡 =∆𝑡0

1− 𝑉2

𝐶2

dengan :

∆𝑡 = selang waktu menurut pengamat yang bergerak

terhadap kejadian

∆𝑡0 = selang waktu menurut pengamat yang diam

terhadap kejadian

41


3) Kecepatan Relatif

Fisikazone.com

Gambar 4.4 Penampang Kecepatan Relatif

Jika ada sebuah pesawat (acuan O’) yang bergerak

dengan kecepatan v terhadap bumi (acuan O) dan

pesawat melepaskan bom (benda) dengan kecepatan

tertentu maka kecepatan bom tidaklah sama menurut

orang di bumi dengan orang di pesawat. Kecepatan

relatif itu memenuhi persamaan berikut,

𝑉𝑥 =𝑉′𝑥 + 𝑉

1 + 𝑣− 𝑉′𝑥

𝑐2

dengan:

𝑉𝑥 = kecepatan benda relatif terhadap pengamat diam

(m/s)

𝑉′𝑥 = kecepatan benda relatif terhadap pengamat

bergerak (m/s)

𝑣 = kecepatan pengamat bergerak (O’) relatif terhadap

pengamat (m/s)

http://fisikazone.com/teori-relativitas-einstein/teori-relativitas-einstein/

42


4) Massa dan Energi Relatif

Perubahan besaran oleh pengamat diam dan bergerak

juga terjadi pada massa benda dan energinya.

𝑚 =𝑚0

1 − 𝑉2

𝐶2

dan energi benda diam dan bergerak memiliki

hubungan sebagai berikut,

a) Energi total : 𝐸 = 𝑚𝑐2

b) Energi diam : 𝐸0 = 𝑚0𝑐2

c) Energi kinatik : 𝐸𝑘 = 𝐸 − 𝐸0

D. Kesetaraan Massa-Energi

Einstein mempublikasikan makalah tentang kensekuensi

teori relativitas khusus tiga bulan setelah malakah teori

relativitas khusus dipublikasikan. Makalah dengan judul

“Does the Inertia of a Body Depend on Its Energy Content?”

ini memperkenalkan persamaan kesetaraan massa-energi.

Einstein menyatakan bahwa ada kesetaraan antara massa dan

energi pada benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Benda disini adalah partikel subatomik. Menurut Einstein,

benda yang bergerak dengan kelajuan 𝑣 akan memiliki energi

kinetik sebesar,

𝐸𝑘 = 𝐸 − 𝐸0

𝐸𝑘 = 𝑚𝑐2 −𝑚0 𝑐2

43


sehingga energi kinetik dapat dituliskan,

𝐸𝑘 =𝑚0 𝑐

2

1 − 𝑉2

𝐶2

−𝑚0 𝑐2

𝐸𝑘 = 𝑚0 𝑐2

1

1 − 𝑉2

𝐶2

− 1

Persamaan tersebut dapat dituliskan dengan 𝐸 = 𝑚𝑐2

dengan :

𝐸 = energi (J)

𝑚 = massa (kg)

𝑐 = kecepatan cahaya ( m/s)

E. Kegunaan Teori Relativitas Khusus

Membahas kegunaan Teori Relativitas Khusus tidak jauh

berbeda dengan membahas energi nuklir. Energi Nulkir

dibangun dari beberapa konsep dasar pembentukan nuklir

seperti Teori Relativitas Khusus, Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi.

Dalam Energi nuklir, Teori yang diguanakan adalah kesetaran

Massa-Energi.

Kesetaran Massa-Energi lebih dikenal dengan sebuah

persamaan 𝐸 = 𝑚𝑐2. Persamaan ini menyatakan bahwa Energi

(𝐸) sebanding dengan massa (𝑚) dikalikan kuadrat kecepatan

44


cahaya (𝑐). Sebuah partikel zat yang sangat kecil adalah

ekuivalen dengan jumlah energi yang sangat besar.

Beberapa pemanfaatan energi nuklir diantaranya,

1. PLTN ( Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir)

PLTN merupakan kumpulan mesin untuk pembangkit

tenaga listrik yang memanfaatkan tenaga nuklir.Cara kerja

PLTN hampir mirip cara kerja PLTU ( Pembangkit Listrik

Tenaga Uap). Pada PLTU menggunakan boiler untuk

menghasilkan energi panas sedangkan pada PLTN

menggunakan reaktor nuklir. Selain itu.

PLTN memiliki cara kerja yang hampir sama dengan

PLTU. Di dalam PLTN terjadi reaksi fisi bahan bakar

uranium sehingga menghasilkan energi panas sehingga air

di dalam reaktor mendidih. Energi kinetik uap air yang di

dapat digunakan untuk memutar turbin sehingga

menghasilkan liatrik untuk diteruskan ke jaringa transmisi.

PLTU menggunakan bahan bakar batubara, minyak

bumi, gas alam dan sebagainya untuk menghasilkan panas

dengan cara dibakar, kemudian panas yang dihasilkan

digunakan untuk memanaskan air di dalam boiler sehingga

menghasilkan uap air, uap air yang didapat digunakan untuk

memutar turbin uap, dari sini generator dapat menghasilkan

listrik karena ikut berputar seporos dengan turbin uap.

45


. www.wordpress.com

Gambar 4.5 Cara Kerja PLTU dan PLTN

Atom inti menyimpan tenaga inti (nuklir) yang luar

biasa. Tenaga nuklir itu hanya dapat dikeluarkan melalui

proses pembakaran bahan bakar nuklir. Proses ini berbeda

dengan pembakaran kimia biasa seperti pembakaran kayu,

minyak dan batu bara. Besar energi yang tersimpan (E) di

dalam inti atom adalah seperti dirumuskan dalam kesetaraan

massa dan energi: 𝐸 = 𝑚𝑐2. Energi nuklir berasal dari

perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk

panas. Dilihat dari proses berlangsungnya, ada dua jenis

reaksi nuklir, yaitu reaksi nuklir berantai tak terkendali dan

reaksi nuklir berantai terkendali. Reaksi nuklir tak

terkendali terjadi misal pada ledakan bom nuklir. Dalam

peristiwa ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar

dihasilkan panas yang luar biasa besarnya sehingga ledakan

bom memiliki daya rusak yang maksimal. Agar reaksi

46


nuklir yang terjadi dapat dikendalikan secara aman dan

energi yang dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat

dimanfaatkan, maka manusia berusaha untuk membuat

suatu sarana reaksi yang dikenal sebagai reaktor nuklir. Jadi

reaktor nuklir sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi

nuklir berantai terkendali dapat dilangsungkan. Reaksi

berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat berbeda

dengan reaksi berantai pada ledakan bom nuklir.

2. Bom Atom

www.wikipedia.org

Gambar 4.6 Ledakan Bom Atom di langit Hiroshima (kiri) dan

Nagasaki (kanan)

Bom atom dikelan juga sebahgai bom fisi dimulai

pada tingkat atomnya. Bom fisi seperti yang digunakan di

Nagasaki dan Hiroshima bekerja dengan pembelahan inti

atom. Ketika neutron atau partikel netral dari inti atom

mengalami keretakan akan memukul inti atom terdekat

47


yang mengakibatkan inti atom menjadi terbelah. Hasilnya

adalah reaksi berantai yang sangat eksplosif. Bom yang

dijatuhkan di kedua kota di Jepang itu meledak dengan daya

yang setara dengan 15 kiloton tri nitro toluene (TNT) dan

20 kiloton TNT.

3. Bom Hidrogen (Bom Termonuklir)

Bom hidrogen merupakan bom yang mempunyai

tenaga dari reaksi fusi inti atom hidrogen berat yang

disebut deutron. Bom ini mampu meledak ratusan kali

lebih dahsyat dari bom atom karena didahului oleh reaksi

fisi (pembelahan) yang merangsang terjadinya reaksi fusi

(penggabungan atom hidrogen). Penggabungan atom-atom

Hidrogen ini melepaskan energi yang besar sekali

melebihi ledakan dinamit. Ledakan bom ini akan

menghasilkan bola api dengan garis tengah beberapa

kilometer disertai timbulnya awan cendawan yang tinggi

sekali.

Supaya bisa terjadi reaksi fusi maka inti atom ini

harus berada pada suhu yang sangat tinggi dengan berorde

jutaan derajat celcius. Reaksi fusi terjadi pada matahari

yang merupakan sumber energi di bumi. Maka pada bom

hidrogen ini dipasang bom atom untuk mengawali ledakan

sehingga menimbulkan suhu yang sangat tinggi. Jika suhu

itu sudah sangat tinggi reaksi fusi akan bisa terjadi. Maka

dapat disimpulkan pada bom Hidrogen terdapat 2 bom

nuklir, yaitu bom atom terjadi melalui reaksi fisi

dilanjutkan ledakan besar akibat dari reaksi fusi. Hasil dari

48


reaksi ini berupa gas He dan dalam reaksi di lepaskan

neutron cepat.

www.bluefame.com

Gambar 4.7 Ledakan Bom Hidrogen

49


BAB IV

TEORI RELATIVITAS UMUM

A. Sejarah Penemuan Teori Relativitas Umum

Einstein merasa tidak puas dengan penemuan Teori

Relativitas Khusus. Einstein menyadari bahwa Teori

Relativitas Khusus hanya terbatas pada gerak relatif dengan

kecepatan konstan bukan untuk gerak secara umum. Dengan

kata lain Teori Relativitas Khusus tidak bisa diterapkan pada

kasus dipercepat.

Sepanjang hari Einstein terus memikirkan masalah

tersebut. Einstein menemukan ide secara tiba-tiba. Saat

Einstein sedang duduk di Kantor Paten, ia membayangkan

seseorang yang jatuh bebas tidak akan mengetahui berat

badannya. Seseorang yang mengalami jatuh bebas akan

mempunyai percepatan atau dalam sistem dipercepat. Dari

sinilah muncul ide untuk memperluas prinsip relativitas

dengan memasukkan percepatan.

50


Beranjak dari sebuah fakta bahwa orang yang jatuh bebas

tidak merasakan berat badannya akibat adanya medan gravitasi

lain yang menghilangkan medan gravitasi bumi. Lebih

mudahnya, setiap benda yang dipercepat membutuhkan

gravitasi baru. Einstein telah berusaha menggabungkan teori

tersebut selama delapan tahun tetapi hanya mendapatkan

potongan-potongan dasar teori penggabungan tersebut.

www.eso.org

Gambar 5.1 Teori Relativitas Umum

Masalah ini belum juga terselesaikan sampai tahun 1912.

Einstein mulai menggunakan teori permukaan Karl Friedrich

Gauss. Einstein beranggapan bahwa teori tersebut bisa menjadi

dasar pemecahan masalah tersebut. Selain itu ia juga

menggunakan teori Riemann untuk merumuskan permasalahan

gravitasi. Einstein belum saja menemukan persamaan yang

tepat.

51


Dua tahun setelah itu, Einstein menemukan solusi

permasalahan tersebut. Ia menemukan kesalahan perhitungan.

Einstein kelbali menggunakan persamaan gravitasi yang benar

berdasarkan teori invarian. Dua minggu setelah itu, Einstein

berhasil menemukan persamaan. Persamaan tersebut yang

akhirnya di kenal sebagai Teori Relativitas Umum.

B. Persamaan Teori Relativitas Umum

Pada bentuk yang sederhana, dan menghilangkan

matematika yang kompleks, Einstein menemukan hubungan

antara kelengkungan ruang-waktu dengan kerapatan massa-

energi:

Persamaa tersebut menunjukkan secara langsung,

proporsional terhadap konstanta. Kontanta grativitasi 𝐺,

berasal dri humum Newton untuk gravitasi, sementara

ketergantungan terhadap kecepatan cahaya, 𝑐, berasal dari teori

relativitas khusus. Dalam kasus nol atau mendekati nol yaitu

ruang hampa ruang waktu berbentuk datar. Gravitasi klasik

adalah kasus khusus untuk manifestasi pada medan gravitasi

lemah dimana bentuk 𝑐4 sangat besar dan G sangat kecil

membuat koreksi kelengkungan kecil.

(Kelengkungan ruang-waktu) =

(Kerapatan massa-energi)*8𝜇 𝐺/𝑐4

52


Einstein bekerja keras dengan geonetri Riemannian

(geometri non Euclidean) meskipun ruang yang dihasilkan

adalah 4 dimensi Lorentzian bermacam-macam daripada

geometri Riemann ketat. Namun, karya Riemann sangat

penting bagi persamaan medan Einstein (Teori Relativitas

Umum).

C. Analogi Teori Relativitas Umum

Anologi untuk Teori Reativitas Umum seperti kita

membayangkan sebuah seprai dibentangkan pada baskom dan

diikatkan melingkar. Selanjutnya taruh benda yang bervariasi

beratnya. Jika kita menempatkan sesuatu yang sangat ringan

maka bentuk sprai akan sedikit lebih turun sesuai dengan berat

benda tersebut. Tetapi jika kita meletakkan sesuatu yang berat,

maka akan terjadi kelengkungan yang besar. Lihat Gambar 5.2.

www.wisegeek.com

Gambar 5.2. Sebuah Sprai dibentangkan dalam baskom dan bola

dengan berat berbeda (analogi sederhana Teori Relativitas Umum)

53


Asumsikan terdapat benda yang berat berada pada

lembaran tersebut, dan kamu meletakkan benda lain yang lebih

ringan di dekatnya. Kelengkungan yang diciptakan oleh benda

yang lebih berat akan menyebabkan benda yang lebih ringan

terpeleset disepanjang kurva ke arah kurva tersebut., karena

benda yang lebih ringan mencoba untuk mencapai

keseimbangan sampai pada akhirnya benda tersebut tidak

bergerak lagi (dalam kasus ini terdapat perbedaaan pada

bentuk benda yang berbeda, sebuah benda akan menggelinding

sedangkan kubus akan terperosot karena pengaruh gesekan).

Hal ini serupa bagaimana Teori Relativitas Umum

menjelaskan gravitasi. Kelengkunagan dari cahaya bukan

karena beratnya, tetapi kelengkungan yang diciptakan oleh

benda berat lain yang membuat kita tetap melayang di ruang

angkasa. Kelengkungan yang diciptakan oleh bumi membuat

bulan tetap bergerak sesuai dengan orbitnya, tetapi pada waktu

yang sama, kelengkungan yang diciptakan oleh bulan cukup

mempengaruhi pasang surut air laut.

D. Pembuktian Relativitas Umum

Teori Relativitas telah sukses menjelaskan banyak

fenomena alam. Beberapa fenomena alam yang diprediksi

membelokkan ruang-waktu, diantaranya;

1. Presisi dari perihelion Merkurius

2. Pembelokan grativitasi cahaya bintang

3. Pelebaran alam semesta (dalam bentuk konstanta

kosmologi)

54


4. Deley dari gema radar

5. Radiasi Hawking dari black hole

E. Prinsip-Prinsip Fundemental Relativitas

1. Prinsip Umum Relativitas : Hukum-hukum fisika harus

sama untuk setiap pengamat, terlepas dari mereka

dipercepat atau tidak

2. Prinsip Kovarian Umum : Hukum-hukum fisika harus

mempunyai bentuk yang sama dalam semua sistem

koordinat.

3. Garak Inersia adalah Garak Geodesik : Garis dunia dari

partikel yang tidak terpengaruh oleh gaya (gerak inersia)

adalah bakal waktu atau null geodesik dari ruang waktu

4. Lengkungan Ruang-Waktu seperti yang dijelaskan oleh

persamaan medan Einstein, lengkung ruang dan waktu,

sebagai responnya terhadap massa, energi dan

muomentum menghasilkan pengaruh gravitasional yabg

dilihat sebagai bentuk gerak inersia.

Prinsip evikualensi, di mana Albert Einstein

menggunakannya sebagai titik awal untuk relativitas umum,

membuktikan konsekuensi terhadap prinsip-prinsip tersebut.

56


Aneurisma aorta abdominal

penonjolan pembuluh

darah utama yang

membawa darah dari

jantung ke organ

Beda Potensial Ambang

besarnya beda potensial

tepat pada saat elektron-

elektron akan

meninggalkan katoda

Cahaya Monokromatik

cahaya yang hanya terdiri

atas satu warna dan satu

panjang gelombang

Dilatasi Waktu

konsekuensi dari teori

relativitas khusus di mana

dua pengamat yang

bergerak relatif terhadap

satu sama lain akan

mengamati bahwa jam

pengamat lain berdetak

lebih lambat dari jamnya

Eksperimen Imajiner

percobaan pemikiran,

percobaan yang

dibayangkan untuk

menyelidiki sesuatu.

Elektromagnetisme

cabang fisika tentang

medan listrik dan medan

magnet

Elektron

Partikel subatom yang

bermuatan negatif

Energi Ambang

energi minimal yang

diperlukan elektron untuk

naik menuju orbital yang

lebih tinggi

Foton

Partikel elementer dalam

fenomena

elektromagnetik. Foton

juga dianggap sebagai

pembawa radiasi

elektromagnik

GLOSARIUM

55


Gelombang Elektromagnet

gelombang yang dapat

merambat walau tidak ada

medium

Gerak Brown

gerakan terus menerus

dari suatu partikel zat cair

ataupun gas

Gerak Relatif

gerak yang terjadi apabila

suatu benda yang

bergerak terhadap benda

tertentu, namun belum

tentu bergerak terhadap

benda lainnya

Kecepatan Relatif

kecepatan suatu benda

bila ditinjau dari sudut

pandang benda atau

kecepatan suatu benda

terhadap benda lain

Kerangka Acuan

Sistem koordinat yang

diakai untuk menentukan

letak (dalam ruang dan

waktu

Konduksi Panas

penjalaran kalor tanpa

disertai perpindahan

bagian-bagian zat

perantaranya

Kontraksi Panjang

fenomena memendeknya

sebuah objek yang diukur

oleh pengamat yang

sedang bergerak pada

kecepatan bukan nol

relatif terhadap objek

tersebut.

Kuantum Cahaya, Foton

partikel elementer dalam

fenomena

elektromagnetik.

Biasanya foton dianggap

sebagai pembawa radiasi

elektromagnetik, seperti

cahaya, gelombang radio,

dan Sinar-X

Medan Magnet

daerah di sekitar magnet

yang menyebabkan

sebuah muatan yang

bergerak di sekitarnya

mengalami suatu gaya

56


Partikel Koloid

campuran zat heterogen

antara dua zat atau lebih

dimana partikel-partikel

zat koloid tersebar merata

dalam zat lain

Persamaan Maxwell

himpunan empat

persamaan diferensial

parsial yang

mendeskripsikan sifat-

sifat medan listrik dan

medan magnet dan

hubungannya dengan

sumber-sumbernya,

muatan listrik dan arus

listrik, menurut teori

elektrodinamika klasik

Teori Medan terpadu

Penyatuan teori relativitas

umum dengan teori

elektromagnetik dan jika

mungkin dengan

mekanika kuantum

Viskositas

Ukuran kekentalan suatu

fluida yang menunjukkan

besar kecilnya gesekan

fluida










57


Partikel Koloid

campuran zat heterogen

antara dua zat atau lebih

dimana partikel-partikel

zat koloid tersebar merata

dalam zat lain

Persamaan Maxwell

himpunan empat

persamaan diferensial

parsial yang

mendeskripsikan sifat-

sifat medan listrik dan

medan magnet dan

hubungannya dengan

sumber-sumbernya,

muatan listrik dan arus

listrik, menurut teori

elektrodinamika klasik

Teori Medan terpadu

Penyatuan teori relativitas

umum dengan teori

elektromagnetik dan jika

mungkin dengan

mekanika kuantum

Viskositas

Ukuran kekentalan suatu

fluida yang menunjukkan

besar kecilnya gesekan

fluida










58


DAFTAR PUSTAKA

Buku

Ade Ernawati. (2014). Teori Relativitas Khusus Einstein.

Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga.

Assidiq, Abdul Kahfi. (2009). Kamus Lengkap Fisika.

Yogyakarta: Panji Pustaka.

Betrand Russell. (2009). Teori Relativitas Einstein. (Terjemah

Dariyatno). New York: Mentor Books. (Buku asli diterbitkan

pada tahun 1960)

Budiyanto. (2009). Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII.

Jakarta: Pusat Perbukuan dan Kurikulum Nasional.

Joseph Schwartz. (2001). Mengenal Einstein For Beginners.

(Terjemah Ciptadi Sukono). Cambridge: Icon Book. (Buku asli

diterbitkan pada tahun 1992)

Robert Resnick. Misconceptions About Einstein. Jurnal of

chemical Education. Vol. 58, No. 12, desember 1988

(Departemant of physics at renselaer Polytachnic, 1980), 854-

862.

Steve Jobs. (2013). Einstein: Kehidupan dan pengaruhnya bagi

dunia. (Terjemah Mursid Wijnarko). London: Pocket Books.

(Buku asli diterbitkan pada tahun 2008).

Suharyanto. (2009). Fisika untuk Kelas XII SMA dan MA.

Jakarta: CV. Sahabat.

59


Wardhana,W.A. (2008). Al Qur’an dan Teori Einstein :

Melacak Teori Einstein dalam Al Qur’an. Yogyakarta: Pustaka

Pelajar.

Sumber Internet

Evan Andrews. 2015. 9 Things You May Not Know About

Albert Einstein. http://www.history.com. Diakses pada tanggal

09 Desember 2016 pukul 10.56

Fendi Sutrisna. 2011. Peisip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga

Nuklir. https://indone5ia.wordpress.com/2012/02/17/prinsip-

kerja-pembangkit-listrik-tenaga-nuklir/. Diakses 3 Februari

2017 pukul 12.30

Guruipa. 2016. Gerak Relatif.

http://www.guruipa.com/2016/06/pengertian-gerak-dan-

macam-macam-jenis-gerak-serta-contoh-gerak-relatif-dan-

gerak-semu.html. Diakses pada tanggal 17 Oktober 2016

pukul 08.30

Guruipa. 2016. Kecepatan Relatif.

http://www.guruipa.com/2016/07/pengertian-kecepatan-relatif-

cara-menghitung-dan-contoh-soal-kecepatan-relatif.html.

Diakses pada tanggal 6 Februari 2017 pukul 11.30

Lucian velea. 2015. Albert Einstein-21 Ways in Which You

Know Him. http://miratico.com. Diakses pada tanggal 09

Desember 2016 pukul 10.20

https://indone5ia.wordpress.com/2012/02/17/prinsip-kerja-pembangkit-listrik-tenaga-nuklir/

https://indone5ia.wordpress.com/2012/02/17/prinsip-kerja-pembangkit-listrik-tenaga-nuklir/

60


Pandito. 2011. Senjata-Senjata Terbesar yang Pernah ada

dalam Sejarah Manusia.

http://www.bluefame.com/topic/404039-senjata-senjata-

terbesar-yang-pernah-ada-dalam-sejarah-manusia/. Diakses

pada tanggal 3 Februari 2017 pukul 10.55

Science Release. 2013. Einstein Was Right-So Far.

https://www.eso.org/public/news/eso1319/. Diakses 3 Februari

2017 pukul 09.39

Terry Mart. 2005. Bagaimana Saya Membenagun Teori

Relativitas. http://www.fisikanet.lipi.go.id. Diakses pada


The Center for History of Physics. 2004. Albert Einstein.

https://www.aip.org/history/exhibits/einstein. Diakses pada

tanggal 26 September 2016 pukul 08.00

Tika Dika. 2013. Kisah Hidup dan Kematian Si Anak Jenius

Albert Einstein. http://atitastory.blogspot.co.id. Diakses pada


Yulik Setia. Elektronika Kontrol.

http://elektronikakontrol.blogspot.co.id/2014/06/senor-

cahaya.html. Diakes 27 Desember 2016 pukul 11.38

_____. 2015. Teori Relativitas Einstein. http://fisikazone.com.

Diakses tanggal 09 Desember 2016 pukul 09.37

___. 2016. Piranti tergandeng-muatan. https://id.wikipedia.org.

Diakses pada tanggal 09 Desember 2016 pukul 09.43

61


___. http://images.wisegeek.com/balls-showing-gravity-

effects.jpg. Diakses 2 Februari 2017 pukul 08.46

_______. Foto-Foto Masa Kecil Albert Einstein.

http://uniqpost.com. Diakses pada tanggal 09 Desember 2016

pukul 09.50

___. ICT. Photoelectric Effect.

http://ictwiki.iitk.ernet.in/wiki/index.php/Photoelectric_Effect.

Diakses 5 Januari 2017 pukul 08.55

Mark.2016. solar energy instalation, panel

https://solarinstallationpanel.blogspot.co.id/2015/02/solar-

power-cell.html. Diakses pada tanggal 13 Januari 2017 pukul

12.37

___. Special Theory of Relativity.

http://archive.ncsa.illinois.edu/Cyberia/NumRel/Images/rel190

5.jpeg. Diakses pada tanggal 25 Januari 2017 pukul 08.44

____-. Line Follower Analog.

http://annurandrian.blogspot.co.id/2013/01/line-tracer-

analog.html. Diakses pada taanggal 24 Januari 2017 pada

pukul 09.56

62


Biodata Penulis

Nama : Nurul Falati

Alamat : Jetis Kalimas, RT 02 RW 01

Selopampang Temanggung, Jawa

Tengah

Pendidikan Formal :

SDN I Jetis

MTs Sunan Pandanaran

MA Sunan Pandanaran

Contact Person : 089682017159 (WA)

LAMPIRAN 7

Hasil Penilaian Kelayakan

Buku Pengayaan

Lampiran 7.2 Analisis Perhitungan Penilaian Buku Pengayaan

ANALISIS PENILAIAN BUKU PENGAYAAN PEMIKIRAN ALBERT EINSTEIN

PENILAI I

No Komponen dan Butir

Skor

(S)

Bobot

(B) S X B

Sub

Total

A MATERI

1 Materi mendukung pencapaian tujuan pendidikan 7 2 14

81 2 Materi tidak bertentangan dengan peraturan dan perundang-undangan yang berlaku di Indonesia 8 1 8

3 Materi merupakan karya original , tidak menimbuklan SARA dan diskriminasi gender 7 2 14

4 Materi memiliki kebenaran keilmuan, sesuai dengan perkembangan ilmu mutaakhir , shohih dan akurat 9 3 27

5 Materi memaksimalkan penggunaan sumber yang sesaui dengan kondisi dan konteks Indonesia 9 2 18

B PENYAJIAN

1 Penyajian materi runtut, bersistem, lugas dan mudah difahami 8 3 24

81

2 Penyajian materi mengembangan sikap spiritual dan sosial 9 3 27

3 Penyajian materi mengembangkan pengetahuan dan menemumbuhkan motivasi untuk berfikir lebih jauh 8 2 16

4 Penyajian materi mengembangkan keterampilan dan memotivasi untuk berkrasai dan berinovasi 7 2 14

C BAHASA

1 Bahasa yang digunakan etis, estetis, komunikatif dan fungsional sesuai dengan sasaran pembaca 9 4 36

84

2 Bahasa (ejaan, tanda baca, kosakata, kalimat , dan pragraf) sesuai dengan kaidah dan istilah yang baku 8 6 48

D GRAFIKA

1

Kulit buku: ilustrasi mewakili isi, jenis huruf memiliki keterbacaan tinggi dan cover depan dan belakang

serasi 9 2 18

83

2 Tata letak konsisten dan sesuai antara kulit buku dengan isi buku 9 3 27

3 Jenis, ukuran huruf dan penomeran pada seluruhisi buku konsisten 8 3 24

4 Illustrasi sesuai dengan pembaca sasaran dan memperjelas ini 7 2 14

TOTAL SKOR AKHIR= SUB TOTAL KOMPONEN Ax0,4+Bx0,3+Cx0,2+Dx0,1 = 81,8


PENILAI II


Skor

(S)

Bobot

(B)

S X

B

Sub

Total

A MATERI





5 Materi memaksimalkan penggunaan sumber yang sesuai dengan kondisi dan konteks Indonesia 5 2 10

B PENYAJIAN


84




C BAHASA


90


D GRAFIKA

1


serasi 9 2 18

88




TOTAL SKOR AKHIR= SUB TOTAL KOMPONEN Ax0,4+Bx0,3+Cx0,2+Dx0,1 = 84


PENILAI III


Skor

(S)

Bobot

(B) S X B

Sub

Total

A MATERI





5 Materi memaksimalkan penggunaan sumber yang sesaui dengan kondisi dan konteks Indonesia 7 2 14

B PENYAJIAN


78




C BAHASA


76


D GRAFIKA

1


serasi 6 2 12

71




TOTAL SKOR AKHIR= SUB TOTAL KOMPONEN Ax0,4+Bx0,3+Cx0,2+Dx0,1 = 77,3

Lampiran 7.3 Hasil Penilaian Buku Pengayaan tentang Pemikiran Albert Einstein

DATA PENILAIAN PENDIDIK TERHADAP BUKU PENGAYAAN PEMIKIRAN ALBERT

EINSTEIN

NO PENILAI NILAI PREDIKAT

1 Penilai I 81,8 Layak dengan Predikat Baik

2 Penilai II 84 Layak dengan Predikat Baik

3 Penilai III 77.3 Layak dengan Predikat Baik

RATA = 81,03 Layak dengan Predikat Baik

CURRICULUM VITAE

A. Biodata Pribadi

Nama Lengkap : Nurul Falati

Jenis Kelamin : Perempuan

Tempat, Tanggal Lahir : Temanggung, 13 Mei 1992

Alamat Asal : Jetis, Selopampang, Temanggung

Alamat Tinggal : PP. Al Munawwir Komplek “Q”

Email : [email protected]

No. Hp :

B. Latar Belakang Pendidikan Formal

Jenjang Nama Sekolah Tahun

TK TK Dharma Wanita 1997-1998

SD SDN I Jetis 1998-2004

SMP MTs Sunan Pandanaran 2004-2007

SMA MA Sunan Pandanaran 2007-2010

SI UIN Sunan Kalijaga 2011-

C. Latar Belakang Pendidikan Non Formal

- Pondok Pesantren Sunan Pandanaran

- Pondok Pesantren Al Munawwir Komplek “Q”

pengembangan buku pengayaan tentang albert einstein dan ...

Documents

Transcript of pengembangan buku pengayaan tentang albert einstein dan ...